塩化水素を含む雰囲気における耐熱合金の高温酸化に関する基礎的研究

耐热合金在含氯化氢气氛中高温氧化的基础研究

• 批准号: 06750732
• 负责人: 佐藤 芳幸
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Akita University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750732/
• 关键词: 高温酸化; ニッケル-クロム合金; 塩化水素; 塩化反応; 熱重量法; 酸化増量; 腐食減量; 鉄-クロム合金

本研究費により,Ni-5%Cr,-10%Crおよび-20%Cr合金の1%HCl-50%O_2-N_2雰囲気中における高温酸化挙動を調査した.酸化温度は973K〜273Kとし,以下に得られた新しい知見を示す.Ni-Cr合金の1%HCl雰囲気中における酸化増量曲線は、いずれの実験温度においても,長時間側で負の値を示す傾向が見られた。このことより、腐食生成物の揮発現象が起きていることを予測した。次に、実験後の試料から生成物を除去し、腐食減量を測定することにより、酸化速度を評価した。その結果、Ni-5%Crおよび-10%Cr合金は,いずれの温度においても、1%HCl雰囲気中で100%酸素雰囲気中に比べ著しく加速酸化されることがわかった.しかし,Ni-20%Cr合金では加速酸化は起こらなかった.1%HCl雰囲気中で一定酸化時間後の腐食減量は,Crを合金添加していくにつれ,Ni-10%Cr合金までは純Niに比べて増加するが,Ni-20%Crでは減少した.したがって,耐食性に及ぼすCr添加の効果は,1%HCl雰囲気中においても100%酸素雰囲気中と同様に20%程度で顕著に現れることがわかった.また、Ni-Cr合金は同雰囲気中において、Cr含有量20%以下ではFe-Cr合金に比べ良好な耐食性を示した.Ni-Cr合金上に生成したスケールは全て酸化物であり,Ni-5%Cr,-10%Cr合金ではNiO,Ni-20%Cr合金ではCr_2O_3が支配的であった.また,1173Kおよび1273Kで行った実験では試料からのNiCl_2揮発が観察された.しかし,その量は,皮膜として生成する酸化物に比べかなり少なかった.これらの実験結果を熱力学的に考察し,酸化性雰囲気中にHClが共存している条件下では,金属の酸化反応と塩化反応の両方によって腐食が進行することを推測した.以上に述べたように、本研究費による実験は滞りなく完了し、結果を日本金属学会誌等の学術論文誌に投稿準備中である。

以这项研究为代价，我们研究了NI-5％CR，-10％Cr和-20％CR合金在1％HCl-50％O_2-N_2大气中的高温氧化行为。氧化温度为973k至273K，显示了下面的新发现。在1％HCl气氛中，NI-CR合金的氧化量曲线的增加倾向于在两种实验温度下长期均显示负值。这预测腐蚀产物的挥发正在发生。然后通过从实验后样品中去除产物并测量腐蚀损失来评估氧化速率。结果，发现在两种温度下，NI -5％Cr和-10％CR合金在两个温度下都显着加速，而在1％HCl大气中的100％氧气大气中。但是，NI-20％CR合金中没有加速氧化。与纯Ni相比，在1％HCl气氛中恒定氧化时间后的腐蚀损失随着CR的添加而增加，但在NI-20％Cr中却降低了。因此，发现CR添加对腐蚀性的影响显着约为20％，类似于1％HCl气氛中的100％氧气大气。此外，在同一气氛中，NI-CR合金是由CR含量为20％或更少的Fe-CR合金制成的。它显示出更好的耐腐蚀性。 NI-CR合金上产生的所有量表都是氧化物，NIO和NI-20％CR合金在NIO和NI-20％CR合金中占主导地位。此外，在以1173K和1273K进行的实验中，观察到样品中的NICL_2挥发。但是，该量明显小于作为膜产生的氧化物的量。我们热力地检查了这些实验的结果，并推测腐蚀通过氧化反应和金属的氯化物反应在HCL中共存在氧化大气中的条件下。如上所述，这项研究资助的实验是没有障碍的，并且结果正准备提交给学术期刊，例如《日本金属杂志》。