临氢超临界水中镍基合金的腐蚀机理研究

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）O₄和Fe_mNi_（3-m）O₄,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)