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采用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪等研究了T23钢管蒸汽侧氧化层的结构和形成机理.结果表明:该氧化层分为内层、中间层和外层;内层为疏松及富含孔洞的富铬、钒及钨的非均质层氧化层,中间层为相对致密且呈柱状结构的Fe3O4,外层为较薄的Fe2O3;金属基体与内层氧化层界面处存在内氧化,金属基体与内层氧化层界面处存在明显界限及间隙,温度剧烈变化时氧化层易在金属基体与内氧化层界面处剥落;T23钢蒸汽侧内层氧化层疏松、多孔及其整体易剥落的特征,使其抗蒸汽氧化性能差.

关键词: T23钢 , 水蒸气氧化 , 氧化膜 , 氧化机理

TP347H耐热钢管在超临界条件下的氧化膜结构及形成机理

谢亿 , 谢国胜 , 龙会国 , 杨湘伟

机械工程材料

研究了发生堵塞爆管事故的TP347H耐热钢管氧化膜的结构和形成机理.结果表明:TP347H耐热钢的氧化膜分为三层,最外层主要为Fe2O3,中间层主要是Fe3O4,还含有少量尖晶石(FeCr2O4、NiFe2O4),最内层由富铬层(FeCr2O4和Cr2O3)和富镍金属层组成；最外层的Fe2O3和中间层的Fe3O4是由铁离子向外传输与氧反应形成的；最内层的富铬层和富镍金属层的形成与铬、镍与氧的亲和力大小不同而导致的选择性氧化有关.

关键词: TP347H钢 , 氧化膜 , 结构 , 形成机理

TP347H钢管蒸汽侧氧化皮形态及其形成机制

龙会国 , 谢国胜 , 龙毅 , 牟申周

材料热处理学报

通过对某电厂TP347H不锈钢管的过热器和再热器管样内壁氧化皮及其剥落物进行金相检验、扫描电镜观察、能谱分析、X衍射等分析,研究锅炉用奥氏体不锈钢管蒸汽侧氧化皮的形态及其形成规律.结果表明:根据氧元素分布规律、Fe-Cr-Ni元素由基体向外扩散传质及水蒸汽中H、O由氧化层向内扩散传质原理,该不锈钢蒸汽侧氧化皮分为内、中、外3层,内层为致密的(Cr,Fe)2O4、NiO等非均质层,中间层为疏松的粗大柱状结构的Fe3O4,最外层为厚度较薄的Fe2O3;内层/中间柱状氧化层界面存在离解后的细小的氧化物颗粒,使界面粘附强度低,组织疏松,从而使中间柱状氧化层更易剥落,该类奥氏体不锈钢蒸汽侧氧化皮剥落物主要是以外两层片状氧化皮为主.

关键词: 奥氏体不锈钢 , 水蒸汽氧化 , 氧化皮 , 扩散传质 , 氧化机理

T91管外径蠕变对组织与力学性能影响

龙会国 , 谢国胜 , 龙毅 , 何朋非

材料热处理学报

通过对在役不同外径蠕变应变状态T91管取样,采用光镜、扫描电镜及力学性能试验分析T91管在长期服役中的不同外径蠕变应变状态下组织、力学性能演变规律,研究外径蠕变应变对其组织及室温力学性能影响.结果表明,随着外径蠕变应变的增加,马氏体板条特征逐渐消失,M23C6型碳化物粗化及沿晶界析出、聚集与粗化,原奥氏体晶界和亚晶界逐渐清晰、粗化;室温屈服强度、抗拉强度随外径蠕变应变增加而降低,而断后伸长率随外径蠕变应变的增加遵循先增后降的趋势.沉淀相M23C6型碳化物粗化及所导致的板条亚结构退化、碳化物沿原奥氏体晶界和亚晶界析出及所导致的晶界变宽是T91管高温运行中外径蠕变造成强度降低和最终失效的主要原因.

关键词: T91钢 , 蠕变 , 沉淀相 , 力学性能 , 组织退化

锅炉水冷壁管沉积物下氧化腐蚀特征及其机理

龙会国 , 谢国胜 , 龙毅 , 杨湘伟

腐蚀与防护

通过对某锅炉水冷壁管20G材质水环境下内壁沉积物下腐蚀氧化膜进行金相、扫描电镜、能谱分析、XRD等试验分析,研究了水环境下沉积物氧化腐蚀微观特征及其机理.结果表明,沉积物腐蚀下氧化膜主要为磷酸盐水垢、氧化铁垢混合物,分为内、外两层.内层为致密层/疏松层交替出现的带状组织,主要以Fe3O4为主;外层为疏松、多孔及细小颗粒组成的沉积物、Fe2O3等非均质层.内壁沉积物下腐蚀改变了水冷壁内壁氧化膜的形态及其氧化机制,使外氧化层成为疏松、多孔的细小粒状组织,内氧化层富含孔洞,促进了其反应产物氢与氧向内传质过程,且腐蚀产物氢与金属晶界处渗碳体反应,造成材质组织脱碳、晶界空隙增加以及微裂纹的萌芽与发展,加速了晶界氧化.

关键词: 水冷壁 , 沉积物下腐蚀 , 氧化膜 , 扩散传质 , 氧化机理

汽轮机末级叶片抗水蚀纳米涂层的设计与制备

谢国胜 , 尹志民 , 丁辉 , 杨兵

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2003.10.013

针对汽轮机末级叶片水蚀失效的机理及复杂的运行工况,设计了硬度高、韧性好、与基体结合强度高的多层纳米复合涂层,选用多弧-磁控溅射镀膜机在末级叶片2Cr13材料基体上成功地制备出CNx/TiN多层复合涂层.

关键词: 水蚀 , 纳米 , 涂层

冷凝器铜管断裂原因分析及防护措施

谢国胜

材料保护 doi:10.3969/j.issn.1001-1560.2001.11.021

某电厂300MW机组汽轮机冷凝器投产几年来,铜管多次发生泄漏,为了分析冷凝器铜管泄漏原因,抽取已断裂的铜管试样,采用化学元素分析、机械性能、金相、扫描电镜、能谱分析等试验研究方法对断裂管样及新管进行了分析,结果表明:铜管断裂由于应力腐蚀,应力腐蚀裂纹开裂于外壁,黄铜管内壁存在脱锌腐蚀现象.并提出了降低拉应力、改善水质和工况、进行阴极保护、定期清洗等防护措施.

关键词: 冷凝器 , 铜管 , 裂纹 , 应力腐蚀

相变储热Al-Si-Cu-Mg合金与容器壳体候选材料相容性研究

谢亿 , 谢国胜 , 郭建亭 , 胡加瑞 , 徐国富

腐蚀科学与防护技术

研究304不锈钢、321不锈钢、Ti6Al4V合金和Ni板等相变储热容器壳体候选材料与Al-4％Cu-12％Mg-7％Si合金的相容性,实验温度为650℃历时360 h.结果表明Ti6Al4V合金的腐蚀失重最少,不锈钢次之,Ni板在液态铝合金中发生溶解反应,失重最大.采用扫描电镜观察腐蚀后各合金组织的变化,结果表明,在Ti6Al4V合金和液态铝合金的界面发生Ti的富集,限制了互扩散层的进一步生长；不锈钢与液态铝合金界面呈现Ni的贫化和Cr的富集；Ni板在Ni-Al合金溶液界面生成Ni-Al合金化合物并融入到铝合金中,因此,Ni最不耐熔融Al合金的侵蚀.

关键词: Al-Si-Cu-Mg合金 , 腐蚀 , 不锈钢 , Ti6Al4V , Ni