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西安交通大学学报2025年第07期:临氢超临界水中镍基合金的腐蚀机理研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王浩;王丹青;席柯楠;吕友军;

单位:西安交通大学绿色氢电全国重点实验室;比亚迪汽车有限公司;西北核技术研究院;

摘要:针对临氢超临界水环境下的镍基合金腐蚀问题,采用实验方法探究了Inconel 600和Inconel 625合金的腐蚀过程并揭示腐蚀机理。系统比较了两种合金在不同温度(575、600、625℃)、不同氢气分压(1、2、3 MPa)和不同腐蚀时间(72、120、168 h)的临氢环境的腐蚀过程,分析实验试样的腐蚀增质量规律、表面元素价态(XPS)分布和表面形貌(SEM)特点。实验结果表明:Inconel 625合金在腐蚀时间达到120和168 h时出现质量变化;Inconel 600、Inconel 625合金由于具有较低的Fe/Ni比,同时含有20%左右的Cr,易生成致密的Fe-Cr与Ni-Cr尖晶石结构的氧化物,对合金具有较好的保护作用,因此表现出优异的抗氢腐蚀性能;在同时含有质量分数为20%的Cr时,Fe/Ni比越大,越容易生成稳定的Fe_xCr_((3-x))O_4和Fe_mNi_((3-m))O_4,能表现出较好的抗氢脆性能;Inconel 625合金的抗氢腐蚀能力大于Inconel 600合金。该研究结果可为临氢超临界水中的容器选材提供支撑。

关键词:临氢环境;;超临界水;;镍基合金;;腐蚀机理

基金资助:国家重点研发计划资助项目(2020YFA0714400);; 国家自然科学基金资助项目(52488201);; 博士后创新人才支持计划资助项目(BX20230293)