選區(qū)激光熔化成形Inconel 625合金的高溫?zé)岣g行為前言 隨著全球城市化和垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展，垃圾焚燒爐受熱面管道的高溫腐蝕問(wèn)題日益嚴(yán)峻。Inconel 625合金因其優(yōu)異的機(jī)械性能和抗腐蝕性能，在多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。增材制造技術(shù)如SLM，以其加工成本低、周期短的優(yōu)勢(shì)，為合金部件的生產(chǎn)提供了新的途徑。然而，SLM成形合金的高溫性能，特別是在復(fù)雜腐蝕環(huán)境下的表現(xiàn)，尚需深入研究。
本文研究了激光選區(qū)熔化（SLM）成形與軋制Inconel 625合金在600℃下覆蓋50%KCl+50%Na2SO4鹽膜的電化學(xué)腐蝕行為。通過(guò)電化學(xué)阻抗譜（EIS）分析，發(fā)現(xiàn)SLM成形合金的腐蝕過(guò)程受荷電離子遷移控制，腐蝕產(chǎn)物層為Cr2O3/Ni3S2多層交替結(jié)構(gòu)；通過(guò)對(duì)比SLM和軋制Inconel 625合金在高溫熔鹽環(huán)境下的電化學(xué)腐蝕行為，旨在為增材制造合金在垃圾焚燒爐中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。 合金制備與樣品處理 SLM成形合金：采用氣霧法制備的合金粉末，詳情參數(shù)見(jiàn)表1，然后通過(guò)BLT_S210設(shè)備成形，優(yōu)化激光功率、掃描速度等參數(shù)。 軋制合金：選用經(jīng)退火處理的德國(guó)BGH Edelstahl Freital GmbH公司制造的高品質(zhì)坯料。
雙電極體系與熔鹽環(huán)境設(shè)置 通過(guò)氬弧焊將Ni-Cr絲與試樣焊接，并使用Al2O3套管絕緣保護(hù)。配置高溫水泥將電極鑲嵌在套管中，保持一定間距。將混合鹽在特定條件下干燥后，升溫至600℃并浸入雙電極體系，保持鹽膜覆蓋進(jìn)行腐蝕實(shí)驗(yàn)。
結(jié)果與討論 微觀(guān)組織分析 SLM成形合金：熔池邊界清晰，顯示出細(xì)小的胞狀和柱狀結(jié)構(gòu)亞晶界，表明其微觀(guān)組織具有較高的復(fù)雜性。 軋制合金：由均一的等軸晶構(gòu)成，存在大量孿晶界和細(xì)小第二相M(Mo、Nb)6C，表明其微觀(guān)組織相對(duì)規(guī)整。
電化學(xué)阻抗譜分析 SLM成形合金：阻抗譜呈雙容抗特征，表明腐蝕過(guò)程受荷電離子遷移控制。其較高的位錯(cuò)密度促進(jìn)了鉻元素的向外擴(kuò)散，形成了獨(dú)特的Cr2O3/Ni3S2多層交替結(jié)構(gòu)的腐蝕產(chǎn)物層。 軋制合金：阻抗譜由高頻段的容抗弧和低頻段的直線(xiàn)組成，表明腐蝕過(guò)程受擴(kuò)散控制。其表面腐蝕產(chǎn)物由Cr2O3和NiO混合物組成，存在內(nèi)硫化現(xiàn)象，這是由于較低的位錯(cuò)密度限制 了鉻元素的擴(kuò)散。
腐蝕機(jī)理探討 SLM成形合金的高位錯(cuò)密度不僅影響了鉻元素的擴(kuò)散行為，還改變了合金表面的硫分壓，進(jìn)而影響了腐蝕產(chǎn)物膜的組成和結(jié)構(gòu)。相比之下，軋制合金的微觀(guān)組織相對(duì)規(guī)整，位錯(cuò)密度較低，因此其腐蝕過(guò)程受擴(kuò)散控制，表面腐蝕產(chǎn)物相對(duì)單一。
結(jié)論 本研究通過(guò)對(duì)比SLM成形和軋制Inconel 625合金在高溫熔鹽環(huán)境下的電化學(xué)腐蝕行為，揭示了其不同的腐蝕機(jī)理。SLM成形合金的高位錯(cuò)密度促進(jìn)了鉻元素的向外擴(kuò)散，形成了多層交替結(jié)構(gòu)的腐蝕產(chǎn)物層，從而提高了其抗腐蝕性能。 參考文獻(xiàn)： 【選區(qū)激光熔化成形Inconel 625合金的高溫?zé)岣g行為】 趙 斌， 王琪霖， 任延杰， 韓林虎， 蔣東方 業(yè)務(wù)推介  |
