Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Изменение структуры сплава ВЖМ4-ВИ в процессе высокотемпературной солевой коррозии при 750 °C

Д. А. Мовенко, А. В. Заводов, А. В. Лаптев, А. О. Лощинина

Аннотация


Проведены испытания образцов из сплава ВЖМ4-ВИ на стойкость к высокотемпературной солевой коррозии в среде Na2SO4 + NaCl при 750 °C. С использованием специализированного программного обеспечения выполнены расчеты равновесных составов фаз, образующихся при взаимодействии сплава ВЖМ4-ВИ с кислородом и серой в диапазоне температур 600 – 1000 °C. Исследованы изменения структуры и состава поверхностного слоя образцов из сплава ВЖМ4-ВИ в процессе высокотемпературной солевой коррозии методами растровой и просвечивающей электронной микроскопии. На основании результатов исследования составлены диаграммы строения коррозионного слоя в сплаве после 5 и 20 циклов испытаний, определен количественный состав основных фаз в продуктах коррозии сплава ВЖМ4-ВИ, выполнена качественная оценка диффузии рения, тантала и рутения.

Ключевые слова


высокотемпературная солевая коррозия; сульфидно-оксидная коррозия; жаропрочный никелевый сплав; диффузия легирующих элементов

Полный текст:

PDF

Литература


Dong R., Liu D., Zhang T. et al. Hot-corrosion behavior associated with the evolution of corrosion scales of a Ni-based superalloy in molten salts // Prog. Nat. Sci. 2021. V. 31, Is. 3. P. 486 – 492.

Wei B., Chen C., Xu J. et al. Comparing the hot corrosion of (100), (210) and (110) Ni-based superalloys exposed to the mixed salt of Na2SO4–NaCl at 750 °C: Experimental studyand first-principles calculation // Corros. Sci. 2022. V. 195. Art. 109996.

Мовенко Д. А., Лаптев А. Б., Загорских О. А. Исследование состава и морфологии продуктов горячей солевой коррозии жаропрочных никелевых сплавов // Вопросы материаловедения. 2021. № 1(105). С. 107 – 115.

Pan P., Li T., Wang Y. et al. Effect of temperature on hot corrosion of nickel-based alloys for 700 °C A-USC power plants // Corros. Sci. 2022. V. 203. Art. 110350.

Gong N., Meng T. L., Teo S. L. et al. High-temperature oxidation and hot corrosion of Ni-based single crystal superalloy in the incubation stage // Corros. Sci. 2023. V. 214. Art. 111026.

Chang J. X., Wang D., Zhang G. et al. Effect of Re and Ta on hot corrosion resistance of nickel-base single crystal superalloys // Superalloys 2016: Proceedings of the 13th International Symposium on Superalloys. TMS (The Minerals, Metals & Materials Society). 2016. P. 177 – 185.

Chang J. X., Wang D., Liu X. G. et al. Effect of Rhenium addition on hot corrosion resistance of Ni-based single crystal superalloys // Metall. Mater. Trans. A. 2018. V. 49. P. 4343 – 4352.

Song P., Liub M., Jiang X. et al. Influence of alloying elements on hot corrosion resistance of nickel-based single crystal superalloys coated with Na2SO4 salt at 900 °C // Mater. Des. 2021. V. 197. Art. 109197.

Liu E.-Z., Guan X.-R. Effect of Ru on corrosion resistance of high Cr content superalloy // Werkst. Korros. 2016. V. 67, Is. 12. P. 1269 – 1273.

Sun J., Chen C., Liu J., Li J. Combined effect of Ru on the oxidation behavior and microstructure stability of a single crystal superalloy // J. Mater. Res. Technol. 2023. V. 24. P. 8498 – 8507.

Kawagishi K., Sato A., Sato A. et al. Oxidation behavior of Ru-containing Ni-base single-crystal superalloys // Materials Science Forum. 2006. V. 522 – 523. P. 317 – 322.

Han F. F., Chang J. X., Li H. et al. Influence of Ta content on hot corrosion behaviour of a directionally solidified nickel base superalloy // J. Alloys Compd. 2015. V. 619. P. 102 – 108.

Chang J. X., Wang D., Zhang G. et al. Interaction of Ta and Cr on Type-I hot corrosion resistance of single crystal Ni-base superalloys // Corros. Sci. 2017. V. 117. P. 35 – 42.

Park S. J., Seong-Moon S., Young-Soo Y. et al. Effects of Al and Ta on the high temperature oxidation of Ni-based superalloys // Corros. Sci. 2015. V. 90. P. 305 – 312.

Chang J. X., Wang D., Liu T. et al. Role of tantalum in the hot corrosion of a Ni-base single crystal superalloy // Corros. Sci. 2015. V. 98. P. 585 – 591.

Getsov L. B., Laptev A. B., Puzanov A. I., Shelyapina N. M. Sulfide oxide corrosion of modern heat-resistant alloys // Russ. Aeronaut. 2019. V. 62(4). P. 689 – 695.

Светлов И. Л., Петрушин Н. В., Епишин А. И. и др. Монокристаллы жаропрочных никелевых сплавов, легированных рением и рутением (обзор). Часть 1 // Авиационные материалы и технологии: электрон. науч.-техн. журн. 2023. № 1. С. 03. URL: http://www.journal.viam.ru (16.12.2023). DOI: 10.18577/2713-0193-2023-0-1-30-50

Zhang X., Deng H., Xiao S., Zhang Z. Diffusion of Co, Ru and Re in Ni-based superalloys: A first-principles study // J. Alloys Compd. 2014. V. 588. P. 163 – 169.

Hargather C. Z., Shang S.-L., Liu Z.-K. Data set for diffusion coefficients and relative creep rate ratios of 26 dilute Ni-X alloy systems from first-principles calculations // Data Brief. 2018. V. 20. P. 1537 – 1551.

Saunders S. R. J., Nicholls J. R. Oxidation, hot corrosion and protection of metallic materials // Physical Metallurgy: Fourth Edition. Chapter 14. Ed. R. W. Cahn and P. Hassen. Netherlands: Elsevier Science, 1996. P. 1291 – 1361.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2024.5.21-28

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2025