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高溫硫化是一種比純氧化更嚴重的高溫腐蝕形態,因為硫化物膜比氧化膜的缺陷濃度大,更容易開裂和剝落,特別是硫化物的熔點低,蒸汽壓高,多數硫化物共晶點低。硫化時硫的存在形式對高溫硫化速度有影響。氣相的硫可能是以硫蒸汽、二氧化硫、三氧化硫、硫化氫和有機硫化物等形態存在。當硫和氧同時存在時,在金屬表面上常形成氧化物和硫化物的混合銹層產物,這種銹層比在H2S或有機硫以及硫蒸汽中產生的硫化物的保護性好。由于硫化與氧化相似,因此,氧化的基本理論和紡織氧化的基本措施都適用于硫化。在鋼中加入鉻、鋁、硅等合金元素都可以在一定程度上防止或減緩高溫硫化。
抗高溫氮化:氮化與氧化和硫化不同,其產生的失效形式也有所不同。氮化時其終產物可以全是氮化物層,但該層耐水溶液腐蝕性能很差,或者由于氮擴散到金屬中去而降低金屬的塑性,當在金屬表面不能形成一層連續的氮化物層時,該層很翠。因此,對基本幾乎無任何的保護作用。所以,在金屬表面一旦形成氮化,將顯著地降低金屬材料的綜合性能。鐵、鉻、鋁、鈦等元素很容易形成氮化物;鎳、銅等元素即使在高溫下也不形成穩定的氮化物。因此,鎳、銅等元素對抑制氮化是有作用的。在混合氣氛中(如含有硫的氣氛),由于鎳易被硫化,因此,鎳也是不能抑制氮化的。但在實際工程中,高鎳鉻的材料仍是抗高溫氮化的 材料。材料的預氧化對提高其抗氧化性能有一定作用,對不銹耐熱鋼,效果尤為明顯。
不銹鋼通常按基體組織分為:鐵素體不銹鋼。含鉻12%~30%。其耐蝕性、韌性和可焊性隨含鉻量的增加而提高 , 耐氯化物應力腐蝕性能優于其他種類不銹鋼。奧氏體不銹鋼。含鉻大于18%,還含有 8%左右的鎳及少量鉬、鈦、氮等元素。綜合性能好,可耐多種介質腐蝕。奧氏體 - 鐵素體雙相不銹鋼。兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的優點,并具有超塑性。馬氏體不銹鋼。強度高,但塑性和可焊性較差。沉淀硬化型不銹鋼。具有有很好的成形性能和良好的焊接性,可作為超高強度的材料在核工業、航空和航天工業中應用。按成分可分為Cr系(SUS400)、Cr-Ni系(SUS300)、Cr-Mn-Ni(SUS200)及析出硬化系(SUS600)。
12Cr1MoV鋼板此鋼與12CrMoV鋼相比,具有更高的抗氧化性及熱強性。此鋼的蠕變極限與持久強度值很接近,并在持久拉伸的情況下具有高的塑性;鋼的工藝性與焊接性良好,但焊前需預熱至300℃,焊后需除應力處理。是高壓、超高壓、亞臨界電站鍋爐過熱器、集箱和主蒸氣導管廣泛采用的鋼種。580℃時仍具有高的熱強性和抗氧化性能,有較高的持久塑性。生產工藝較簡單,焊接性能良好,但對正火冷卻速度較敏感。580℃長期使用會產生珠光體球化。
1Cr6Si2Mo屬馬氏體型耐熱鋼,在800℃有較好的抗氧化性。與1Cr5Mo鋼相比,含Si量多1.5%,使鋼的回火脆性傾向增大,零件在高溫下長時間工作時會產生脆性破斷。該鋼在含硫的氧化性氣氛中和熱石油介質中的抗腐蝕性能很好。經正火、回火熱處理后有較高的持久強度和蠕變強度。該鋼有空淬現象,熱加工后,如冷卻過快,會發生裂紋,應緩冷。可焊性差,可采用電焊,不宜氣焊,焊前須預熱到300℃~400℃,焊后進行750℃回火處理。工作溫度≤700℃的鍋爐吊架及省煤器管夾。耐熱鋼的耐高溫腐蝕性能耐熱鋼經常處于高溫復雜的腐蝕性環境中工作。耐高溫腐蝕是耐熱鋼的一項很重要的性能要求。高溫腐蝕是材料在高溫下與各類氣體環境發生的反應。主要的高溫氣體腐蝕形式有:高溫氧化、硫化、氮化、碳化等形態。另外還有高溫熔鹽服飾、高溫液態金屬腐蝕等。
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