热腐蚀

热腐蚀机理热腐蚀是由于材料在高温和有害介质的共同作用下而发生的化学反应所导致的金属表面的析出和腐蚀破坏。

热腐蚀现象通常在高温和有害介质的情况下发生，比如在火力发电和冶金工业中的高温环境等。

热腐蚀机理主要包括化学反应、氧化、硫化、钝化等几方面。

化学反应是热腐蚀最重要的机理之一。

在高温下，金属表面与有害介质产生化学反应，此时发生的反应通常是一种脱氧化反应。

在这种反应中，金属表面的活性元素被还原并且在金属表面产生氧化物发生氧化反应。

通常情况下，化学反应的结果是金属表面被氧化和硫化，从而产生固体产物和气体。

在热腐蚀机理中，氧化和硫化的作用也非常重要。

当有害介质中的氧和硫化物通过化学反应在金属表面发生氧化反应时，金属表面的化合物和气体将被释放出来。

在这种情况下，由于金属表面的化合物含有高度的杂质，这个过程将持续下去，直到金属表面被完全腐蚀为止。

除了化学反应、氧化和硫化之外，钝化也是热腐蚀机理的重要组成部分。

钝化过程是指在材料表面上形成防腐蚀层的化学反应。

由于防腐蚀层保护了金属表面，它能够降低化学反应的速度，从而减缓热腐蚀的发生。

在实际的热腐蚀中，不同的材料和环境因素都会影响热腐蚀的机理。

例如，不同的金属元素和晶体结构都影响了热腐蚀的机理。

同时，有害介质对化学反应速率和金属腐蚀也有很大的影响。

不同的工艺条件会使相同种类的金属产生不同的它们性质和性能方面的差异。

在热腐蚀过程中，常常会涉及到气液相变。

在高温下，形成的气相往往也会对金属表面的产物进行吹走和卷曲，从而进一步加剧热腐蚀的发生。

在预防热腐蚀时，需要采取一系列的措施。

一方面，可以控制环境中的温度和有害介质的浓度。

另一方面，应该采用预防措施来降低金属表面的氧化和硫化。

此外，对于有些情况下，钝化处理也可以成为一种有效的方法来抵御热腐蚀。

总的来说，热腐蚀机理是一个复杂的过程，涉及到很多的化学反应和物理过程。

因此，在工业生产中避免热腐蚀是非常关键的。

通过深入了解热腐蚀机理和采取科学合理的预防措施，可以有效地预防热腐蚀的发生。

热力管道腐蚀的原因分析集中供热由于具有节能、环保的优点.近年来得到飞速发展.规模不断扩大。

热力管道作为集中供热的主要设备.其运行状况直接关系到整个供热系统的供热质量。

据调查.管道故障绝大多数上是由于管道腐蚀引起的.其中尤以土壤对管道外壁的电化学腐蚀最为严重。

阴极保护是一种基于电化学腐蚀原理而发展起来的电化学保护技术。

经验表明.阴极保护技术可以有效控制地下金属构件免遭电化学腐蚀。

美国、日本和前苏联等发达国家早在上个世纪七八十年代就具有了较完善的管道阴极保护技术。

在我国.阴极保护技术已成熟应用于油气管道.但在热力管道防腐方面却还处于初始阶段.采用阴极保护技术也是将其他领域的经验简单照搬于供热管道上.没有考虑热力管道的特点。

热力管道如今大多采用直埋敷设的方式。

即管道直接埋于土壤之中。

由于土壤中含有空气、水分和能进行离子导电的盐类，它作为一种特殊的电解质为热力管道的腐蚀提供了环境。

热力管道在土壤中的腐蚀属于电化学腐蚀.依照电化学机理，管道金属作为阳极失去电子发生阳极氧化反应.土壤中的离子接受电子发生阴极还原反应。

和油气等埋地管道一样，热力管道的腐蚀受土壤的不均匀性、含盐量、含氧量、含水量、pH值、温度、压力和微生物种类等环境因素的影响。

此外.由于热力管道是双线(供、回水)敷设并行且管道表面温度较高、一年中有4～5个月处于高温运行状态.热力管道在土壤中的腐蚀机理如下：1.1电偶腐蚀电偶腐蚀是指两种不同电位的金属相接触时。

耐蚀性较差(电位较低)的金属成为阳极，腐蚀加速：而耐蚀性较高的金属成为阴极，受到保护。

对于热力管道来说.由于供热温度的变化会产生热胀冷缩的现象.管道受热膨胀变形.受冷收缩发生断裂.为避免该现象产生的破坏.一般会在管段上布置波纹管补偿器。

补偿器由奥氏不锈钢制成.与金属管道焊接时.由于补偿器和管道的电位不同.在周围土壤和水分的电解质条件下.热力管道会被腐蚀。

1.2杂散电流腐蚀热力管道都是两条(供、回水)或两条以上的并行管道.并且相距较近.当一条管道进行电焊作业时.一部分电流就会通过土壤由一条管道流人另一条管道上.这时杂散电流流入部位.管道得到保护.过大的杂散电流流人会造成管道局部过保护.如果电位过负.会导致管道表面析出大量氢而造成防腐绝缘层损坏.进而导致腐蚀的发生和加剧：而杂散电流流出的部位.管道以铁离子的形式溶入周围介质中.因而管道发生腐蚀。

热腐蚀机理热腐蚀是一种高温环境下发生的腐蚀现象，长期以来一直是工业生产中的一个重要的问题。

热腐蚀会破坏材料表面的保护层，导致材料的机械性能、热学性能和耐腐蚀性能下降，从而影响设备的安全运行和寿命，给生产带来不良的经济效益。

因此，了解热腐蚀的机理，可以为工程技术员提供科学有效的防腐措施，以保障设备的安全稳定运行。

热腐蚀涉及到多种因素，主要包括材料的化学成分、结构及其表面状态、高温气氛的化学性质和温度、气氛中的氧化态、参与反应物的浓度、氧化物的稳定性、杂质的含量等，这些因素交织在一起，构成了复杂的反应体系。

下面将从三个方面简单介绍热腐蚀的机理。

一、化学反应机理热腐蚀一般为气体—金属表面反应所致，其中气体本身或经过化学反应产生的氧化物与金属表面反应，并在表面形成新物质，导致材料的腐蚀。

热腐蚀涉及的金属材料多种多样，因此腐蚀物质对各种金属材料的化学反应机理都不同，但总的来说，热腐蚀的基本反应类型包括氧化、硫化、氯化和蒸汽碳化等。

热腐蚀中最常见的一种氧化反应是金属表面被氧化物转化生成金属氧化物的过程。

金属表面在高温气氛中形成了一层氧化物，这层氧化物在继续和气氛中的氧化物反应时将逐渐增厚，进而破坏材料表面的保护层，使金属裸露在外，容易被进一步氧化。

硫化是热腐蚀的另一种重要反应类型。

硫在热腐蚀过程中通常是杂质元素，但有时也是用来加工金属材料的脱脂剂和冷却剂。

热腐蚀气氛中含有一定的硫化物，如H2S、SO2等，这些硫化物会与表面的金属反应，形成金属硫化物。

当硫量越来越多时，硫化物尺寸增大，破坏了材料表面的保护层，形成新的腐蚀源。

热腐蚀气氛中的氟化物、氯化物、溴化物等离子体可以造成金属腐蚀。

这些离子会在金属表面脱去其氢离子，被还原为原子或离子，进而与金属原子的电子发生化学结合，从而形成新物质。

氯化反应可分为两类：一类为金属表面受重氯污染造成的原位腐蚀，另一类为由于氧化物对气氛中氯的促进作用所致的间接腐蚀。

蒸汽碳化是热腐蚀中的另一种类型。

热腐蚀过程氧与高温合金元素反应及其扩散关键技术全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：热腐蚀是指高温下金属材料与气体中的腐蚀物质发生反应，导致金属材料表面遭受腐蚀的一种现象。

热腐蚀引起了高温合金元素与氧气之间的反应及其扩散，对于高温合金材料的应用和性能有着重要的影响。

本文将对热腐蚀过程中氧与高温合金元素的反应及其扩散的关键技术进行探讨。

在高温环境下，金属材料容易与氧气发生氧化反应，形成氧化物。

高温合金材料中常用的元素如镍、钴、铬等，容易与氧气发生化学反应，形成氧化物，在高温下则容易发生热腐蚀。

热腐蚀主要是由氧化物的形成和扩散过程引起的。

氧与高温合金元素的反应及其扩散是研究热腐蚀行为和机制的重要内容。

氧化物的形成是热腐蚀过程中的第一步。

当金属表面暴露在氧气环境中时，金属表面的原子会与氧气中的氧原子结合形成氧化物。

氧化物主要包括氧化镍、氧化钴、氧化铬等。

氧化物的形成会导致金属表面的化学成分发生变化，使金属表面逐渐失去原有的性能，导致金属材料的腐蚀和损坏。

氧与高温合金元素的反应是热腐蚀过程中的关键环节。

高温合金材料中的元素与氧气发生反应的速率取决于反应的速率常数和反应的能垒。

在高温条件下，元素原子在金属表面迁移的活动性增加，促使元素与氧气更容易发生反应。

氧与高温合金元素反应生成氧化物的过程是一个复杂的物理化学过程，涉及到原子的迁移、电子的转移等多种机制。

氧与高温合金元素的扩散是导致热腐蚀的另一个重要因素。

氧化物在金属表面形成后，会向金属内部扩散，使得金属材料整体遭受腐蚀。

氧与高温合金元素的扩散速率取决于氧化物的溶解度、原子扩散速率等因素。

扩散过程中，氧化物颗粒会沿晶界、孔隙等通道向金属内部扩散，导致金属内部也受到腐蚀。

针对氧与高温合金元素的反应及其扩散过程，研究人员提出了一系列关键技术来控制和减缓热腐蚀的发生。

首先是合金设计技术，通过改变高温合金材料的成分和结构，提高其抗氧化性能和抗腐蚀性能，减少氧化物的形成和扩散。

热处理工艺对高温合金材料的高温氧化和热腐蚀性能的改善热处理工艺是对材料进行加热、保温和冷却，以改善材料的性能。

对于高温合金材料来说，热处理工艺能够有效地改善其高温氧化和热腐蚀性能。

高温氧化是指在高温下，材料与氧气反应产生氧化物的过程。

在高温环境中，高温合金与氧气相接触时会出现氧化反应，导致材料表面形成氧化层，从而影响材料的性能。

由于氧化层的形成通常会导致材料的脆化和降低材料的机械性能，因此必须采取措施来改善高温合金的高温氧化性能。

首先，热处理工艺中的固溶处理能够使高温合金中的元素溶解均匀，减少了材料中的晶界和孿生相，提高了材料的均匀性和抗氧化能力。

其次，陶瓷涂层是提高高温合金材料耐高温氧化能力的重要方法。

通过涂覆陶瓷材料，可以在材料表面形成有效的隔离层，阻止氧气的渗透和反应，从而降低氧化速率。

磨料喷涂、等离子喷涂和物理气相沉积等技术可以实现陶瓷涂层的制备。

再次，一些特殊的热处理工艺可以产生致密的氧化层，从而提高材料的氧化抗性。

例如，渗碳处理可以在高温合金表面形成一层富碳的氧化层，减少氧气渗透和反应。

其中，高温碳氮渗透可通过改变高温合金表面的化学成分，提高高温合金的抗氧化能力。

热腐蚀是指在高温和腐蚀介质的共同作用下，材料表面发生的腐蚀现象。

高温合金材料通常会用于极端的高温和腐蚀环境中，例如航空发动机内的高温气流和废气处理厂中的高温腐蚀介质。

因此，提高高温合金的热腐蚀性能也是非常重要的。

热处理工艺对高温合金的热腐蚀性能的改善主要通过以下几个方面实现。

首先，热处理工艺能够调整高温合金的化学成分，增加合金中抗腐蚀元素的含量，如铬、钼等，从而提高材料的抗腐蚀能力。

其次，合理的热处理工艺可以改善高温合金的晶界结构，减少晶界腐蚀敏感性。

通过固溶处理和时效处理，可以消除晶界偏析和沉淀，提高材料的晶界结晶度和韧性，从而降低晶界的腐蚀敏感性。

再次，采用表面改性技术可以形成一层陶瓷涂层，提高高温合金的抗腐蚀能力。

例如，电化学磨削、电沉积、等离子喷涂等技术可以在高温合金表面形成致密的陶瓷层，防止腐蚀介质的侵蚀。

收稿日期：2019-11-08基金项目：航空动力基础研究项目资助作者简介：刘明坤（1988），男，硕士，工程师。

引用格式：刘明坤，李艳明，刘宇，等.不同温度下DSM11镍基高温合金热腐蚀试验[J].航空发动机，2023，49（2）：168-174.LIU Mingkun ，LI Yanming ，LIU Yu ，et al.Hot corrosion behaviors test of DSM11Ni-base superalloy under different temperature[J].Aeroengine ，2023，49（2）：168-174.不同温度下DSM11镍基高温合金热腐蚀试验刘明坤，李艳明，刘宇，刘欢，佟文伟，乔志（中国航发沈阳发动机研究所，沈阳110015）摘要：为了研究DSM11镍基高温合金的抗热腐蚀性能，对该合金在650、750、850℃条件下涂覆5%NaCl+95%Na 2SO 4混合盐膜进行腐蚀试验。

利用金相显微镜（OM ）、扫描电子显微镜（SEM ）、能谱仪（EDS ）和X 射线衍射仪（XRD ）等手段，对合金被腐蚀200h 后的表面形貌、物相组成、元素和腐蚀层的分布情况以及腐蚀机理进行分析。

结果表明：随着试验温度的升高，合金表面腐蚀程度逐渐加重、腐蚀产物组成逐渐复杂、失重加大、腐蚀产物层厚度增大；合金的腐蚀产物层均可分为3层，最外层和中间层主要为氧化物，内层由颗粒状氧化物和硫化物组成，O 和S 的侵入现象表明合金发生了较明显的内氧化与内硫化现象；在3种温度下，合金表面生成连续稳定的Al 2O 3保护层，抑制了热腐蚀反应的进行，对基体存在有效的保护作用，表明合金具有一定的抗热腐蚀性能。

关键词：DSM11镍基高温合金；热腐蚀；内氧化；内硫化；Al 2O 3保护层；航空发动机中图分类号：V252.2文献标识码：Adoi ：10.13477/ki.aeroengine.2023.02.022Hot Corrosion Behaviors Test of DSM11Ni-base Superalloy under Different TemperatureLIU Ming-kun ，LI Yan-ming ，LIU Yu ，LIU Huan ，TONG Wen-wei ，QIAO Zhi（AECC Shenyang Engine Research Institute ，Shenyang 110015,China ）Abstract ：In order to study the thermal corrosion behaviors of DSM11Ni-base superalloy,corrosion tests were conducted on the alloy coated with 5%NaCl+95%Na 2SO 4mixed salt films at 650,750,and 850℃.The surface morphology,phase composition,distribution of ele⁃ments and corrosion layer,and corrosion mechanism of the alloy after 200hours corrosion were analyzed using metallographic microscopy (OM),scanning electron microscopy (SEM),energy dispersive spectroscopy (EDS),and X-ray diffraction (XRD).The results show that with the increase of temperature,corrosion status on the surface of the superalloy gradually becomes serious,corrosion products become compli⁃cated,the loss of mass gradually increases and the thickness of the corrosion layer gradually increases.The corrosion layer of the superalloy can be divided into three layers,the outer and middle layers are multilayer oxides,and the inner layer is composed of granular oxides and sulfides,the intrusions of O and S indicate that the superalloy has obvious internal oxidation and internal sulfuration.At three temperatures,a continuous and stable Al 2O 3protective layer is formed on the alloy surface,which inhibits the thermal corrosion reaction and effectively protects the matrix,indicating that the alloy has a certain thermal corrosion resistance.Key words ：DSM11Ni-base superalloy;thermal corrosion;internal oxidation;internal sulfuration;Al 2O 3protective layer;aeroengine第49卷第2期2023年4月Vol.49No.2Apr.2023航空发动机Aeroengine0引言DSM11镍基高温合金是以镍为基体，能在600~900℃高温下稳定工作，具有较好的抗氧化性、抗燃气腐蚀性、抗疲劳性等优良的综合性能，是燃气轮机涡轮叶片不可替代的关键结构材料[1-3]。

热腐蚀疲劳裂纹扩展有限元模拟概述说明以及解释1. 引言1.1 概述热腐蚀疲劳是金属材料在高温和腐蚀环境中长期使用过程中发生的一种疲劳现象。

在这种条件下，材料会受到复杂的力学、化学和热耦合作用，导致裂纹的产生和扩展。

因此，对于热腐蚀疲劳和裂纹扩展机制进行深入的研究具有重要意义。

1.2 文章结构本文将分为三个部分进行讨论，首先会对热腐蚀疲劳进行概述说明，包括其产生原因、影响因素等内容；然后将解释裂纹扩展机制，阐述不同环境条件下裂纹扩展行为的特点；最后介绍有限元模拟在热腐蚀疲劳中的应用，并探讨其优缺点以及未来发展方向。

1.3 目的本文旨在全面了解和阐述热腐蚀疲劳、裂纹扩展机制以及有限元模拟在该领域中的应用。

通过对已有文献和实验结果的综合分析，探讨热腐蚀疲劳对材料性能和工程结构寿命的影响，并为相关领域的进一步研究提供参考和展望。

2. 正文:2.1 热腐蚀疲劳概述说明:热腐蚀疲劳是指在高温和腐蚀介质中，材料发生的由于循环载荷引起的疲劳断裂现象。

它是一种常见的工程问题，广泛存在于航空、能源等领域。

热腐蚀疲劳具有复杂的损伤机制，包括氧化、腐蚀、应力诱导等多个因素相互作用所导致的材料失效。

2.2 裂纹扩展机制解释:裂纹扩展是热腐蚀疲劳过程中的一项重要现象。

在循环载荷作用下，由于应力集中或缺陷存在，材料表面产生微小裂纹。

随着时间和循环次数的增加，这些微小裂纹会逐渐扩展并相互连通，最终导致材料失效。

裂纹扩展受到多个因素影响，如应力水平、温度、腐蚀介质以及材料本身的力学性能等。

2.3 有限元模拟在热腐蚀疲劳中的应用:有限元模拟是一种常用的工程分析方法，可以应用于热腐蚀疲劳相关问题的研究。

通过建立适当的数学模型、物理方程和边界条件，有限元模拟可以在计算机上模拟材料在不同工况下的响应行为。

在热腐蚀疲劳中，有限元模拟可以用来预测材料的失效寿命、裂纹扩展速率以及评估其结构的可靠性。

有限元模拟在热腐蚀疲劳中的应用主要包括以下几个方面：首先，通过建立材料力学性能及裂纹扩展规律等方面的数学模型，可以使用有限元模拟来预测热腐蚀疲劳过程中裂纹扩展的发展趋势和速率。

锅炉高温腐蚀分析与技术措施随着工业生产的发展，锅炉是大多数工业设备之中占有重要地位的机械设备，由于它较易受到高温腐蚀，所以需要更加重视这一检测和维护的重要性。

研究和分析锅炉高温腐蚀的机理及其影响因素，把握维护方式及技术措施是确保锅炉的正常运行的基础。

一、锅炉高温腐蚀的机理锅炉高温腐蚀，是指在锅炉内部受到温度超过800℃时，锅炉的金属表面受到侵蚀，出现不同程度的老化，不断消耗锅炉内部结构及系统，造成锅炉运行不稳定，影响其正常运行的现象。

高温腐蚀过程主要包括三个阶段：热应力腐蚀阶段、化学腐蚀阶段、机械腐蚀阶段，是锅炉高温腐蚀的本质所在。

1、热应力腐蚀阶段：锅炉内的温度是相对恒定的，在锅炉表面一侧受到热风的攻击，而另一侧受到冷空气的冲击，产生了温度梯度，进而产生热应力，并由此引起锅炉表面的腐蚀。

2、化学腐蚀阶段：热应力腐蚀过程结束后，锅炉表面出现不同程度的缺损，金属表面上暴露出的固体表面，愈演愈烈的受到燃烧烟气、水蒸汽及氧气的攻击，使表面生成氧化膜，进而产生高温腐蚀，又称化学风化腐蚀。

3、机械腐蚀阶段：在锅炉内，燃料燃烧、转动的独轮机械、水蒸汽的流动等，都会产生湍流作用，产生气流波动，使金属表面反复磨损，加速金属表面老化，造成机械腐蚀。

二、影响因素1、温度：腐蚀速度与温度成正比，一般情况下，温度越高，腐蚀速度越快。

2、被腐蚀物：同等的温度和条件下，不同的金属材料对腐蚀的容忍度也不同，腐蚀性也有所不同，有些材料容易受到腐蚀，有些材料则受到腐蚀的程度较小。

3、气体组成：燃烧烟气、水蒸汽及氧气等气体组成在不同情况下腐蚀强度也是不同的，有些气体可以加速腐蚀，而有些气体可以减缓腐蚀。

4、流速：流速对腐蚀有正反两面影响，如果流速偏低，腐蚀程度增强，热应力腐蚀加剧；如果流速偏高，腐蚀程度减小，但是流速过大易产生结垢。

三、技术措施1、改进锅炉结构设计：如采用反肋结构，减少热应力；减少烟道。

2、改善锅炉材料：采用耐腐蚀材料或涂层材料。

燃气热腐蚀试验概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本篇文章旨在介绍燃气热腐蚀试验的概念、原理以及其在工程中的应用。

燃气热腐蚀是指在高温高压的气体环境下，材料与燃气相互作用导致材料失去功能或性能退化的现象。

这一问题对于各类设备和管道具有重要意义，因此进行燃气热腐蚀试验是非常必要和重要的。

1.2 文章结构文章将分为五个部分进行讲解。

首先，在引言部分，我们将对整篇文章进行概述，并介绍各个部分的内容和结构安排。

其次，在燃气热腐蚀试验概述部分，我们将详细说明燃气热腐蚀的定义、原理以及试验方法和步骤。

然后，在燃气热腐蚀试验的要点解释中，我们将讲解试验样品选择和准备、试验条件设置和控制以及试验结果的分析和评估等关键方面。

接着，在实例分析与案例展示部分，我们将通过实际应用中出现的燃气热腐蚀问题，并通过一系列实例分析来展示解决方案和成果。

最后，在结论与展望部分，我们将对燃气热腐蚀试验进行总结和归纳，并对未来的研究方向进行展望。

1.3 目的本文的目的是系统地介绍燃气热腐蚀试验相关的概念、原理、方法以及其应用领域。

通过了解和掌握这些内容，读者将能够更好地理解燃气热腐蚀现象，并在工程中采取相应的预防措施。

此外，通过案例分析和分享，读者还将能够借鉴他人经验并进行启发性思考，以促进该领域的发展与创新。

2. 燃气热腐蚀试验概述2.1 燃气热腐蚀的定义和原理燃气热腐蚀是指在高温高湿度的气体环境中，金属材料与燃气反应产生化学变化、化学侵蚀和物理侵蚀，最终导致金属材料表面的损坏和性能衰退。

这种形式的腐蚀主要受到氧气、水汽和污染物等因素影响，尤其在工业炉、锅炉和加热设备等高温环境下更加明显。

2.2 燃气热腐蚀试验的意义和应用燃气回路中存在着不同程度的湿度、硫化物、酸性物质以及其他各种污染物，这些因素都可能引发金属材料发生燃气热腐蚀现象。

进行燃气热腐蚀试验能够模拟实际工作条件下金属材料所受到的侵蚀情况，并评估其耐久性。

通过试验结果可以了解材料的腐蚀机理和性能，为后续燃气设备设计、材料选择和防腐措施提供科学依据。

金相腐蚀原理
金相腐蚀是指在金属材料表面或内部发生的化学反应，导致金属材料的性质发生变化，从而引起材料的损坏或失效。

金相腐蚀原理主要包括以下几个方面：
1. 电化学腐蚀：金属在电解质中发生氧化还原反应，使金属表面发生腐蚀。

2. 化学腐蚀：金属与化学物质（如酸、碱、盐等）发生化学反应，使金属表面发生腐蚀。

3. 氧化腐蚀：金属与氧气发生化学反应，使金属表面形成氧化物层，从而导致腐蚀。

4. 热腐蚀：金属在高温下与气体或化学物质发生反应，从而导致腐蚀。

5. 磨蚀腐蚀：金属表面受到摩擦或冲击等力量作用，使金属表面发生磨损，从而导致腐蚀。

金相腐蚀原理的具体表现形式取决于金属材料的性质、工作环境和腐蚀介质等因素。

为了防止金属材料的腐蚀，可以采取一系列防腐措施，如表面处理、涂层、防腐合金等。