26501

خوردگي داغ سوپرآلياژ اينكونل 625 در محيط نمك هاي مذاب كلريدي

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد و متالورژي

1398-1399

1398/07/29

دكتر منصور سلطانيه

مهندسي مواد و متالورژي

در اين پژوهش سوپرآلياژ اينكونل 625 تحت آزمون پلاريزاسيون و امپدانس قرار گرفت. نمونه ها به طور مجزا در سه مخلوط نمكي كلريدي: 1) 44.5% NaCl – 55.5% KCl در دماي ℃ 700، 2) 68.2% ZnCl2 – 32.8% KCl در دماي ℃ 300 و 3) 10.7%NaCl – 13.8% KCl – 75.5% ZnCl2 در دماي℃ 200، به مدت زمان 7 ساعت آزمايش شدند. بنابر دماي يوتكتيك هركدام از سه مخلوط نمكي، دمايي انتخاب شده است كه در آن حمام نمك به صورت مذاب بوده و شرايط ورود نمونه به آن ممكن باشد. طبق نتايج بررسي سطح توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي، پس از پاك سازي سطح مشاهده شد كه خوردگي در محيط 1 به صورت نقطه اي و غيريكنواخت انجام شده كه ناشي از اختلاف دما در سطح ميكروسكوپي است. همچنين محصولات خوردگي در محيط 2 با مورفولوژي گلبرگ مانند به دو صورت گل كلمي و دندريتي و در محيط 3 به صورت لايه لايه روي سطح پخش شده و اكسيد روي ناشي از حضور كاتيون هاي روي موجود در حمام نمك به صورت ذرات سفيدرنگ روي سطح است كه دليل افزايش ميزان خوردگي در اين محيط¬ها هستند. همچنين در حمام نمك 3 مشاهده شد كه دو منطقه متراكم و متخلخل با درصدهاي تغيير عناصر مختلف وجود دارد. در محيط هاي 2 و 3 نقاطي كه مربوط به اكسيدهاي فلزات هستند، پس از جوشاندن و عمليات پاك سازي نيز از روي سطح به طور كامل پاك نشده كه اين امر بر اساس نتايج پتانسيل مدارباز نيز قابل اثبات است كه به پتانسيل شبه پايدار در نمودارها مشخص مي شود و در نتيجه موجب تشكيل لايه آند پاسيو مي شود. در ادامه نشان داده شد كه با افزايش دما، مقدار پتانسيل خوردگي به سمت پتانسيل هاي فعال تر شيفت پيدا مي كند و مقدار جريان خوردگي افزايش پيدا مي كند. همچنين در محيط 3، نمونه داراي كمترين سرعت خوردگي به ميزان mm/year 08/0 و در نتيجه بيشترين مقدار مقاومت پلاريزاسيون و در محيط 1، بيشترين سرعت خوردگي به ميزان mm/year 18/5 و كمترين مقاومت پلاريزاسيون است. در ادامه نتايج مشاهده شد كه مي توان بيان كرد، با افزايش دما سياليت نمك مذاب افزايش يافته و نفوذ در محيط نمكي آسان تر انجام شده و سرعت خوردگي بيشتر مي شود؛ اين نتايج با بررسي هاي امپدانس نيز مطابقت داشت.

1401/02/25

Hot Corrosion of IN625 Superalloy in Chloride Molten Salt Environment

10/20/2020 12:00:00 AM

In this study, Inconel 625 superalloy has been conducted under polarization and impedance tests. The samples have been tested for 7 hours in three molten salt mixtures: 1) 55.5% KCl - 44.5% NaCl at 700 °C, 2) 32.8% KCl - 68.2% ZnCl2 at 300 °C and 3) 75.5% ZnCl2 - 13.8% KCl - 10.7%NaCl at 200 °C. According to eutectic temperature of each of the three saline mixtures, a temperature has been choosen in which the saline bath was in melt phase and the conditions for entering the samples would be possible. Analyzing the surface by scanning electron microscope, after surface cleaning it was observed that in medium 1, spot and non-uniform corrosion have been occurred resulting from the temperature difference in microscopic level. Furthermore, corrosion products in medium 2 have had the petal like morphology in two shapes of Cauliflower and dendrites and in medium 3, there were spreading layer-by-layer on the surface and, resulted zinc oxide from presence of zinc cations in saline bath, were like white-colored particles on the surface which are the cause of increase in amount of corrosion in such environments. Also, it was observed in medium 3 that there were two dense and porous areas with percentage change of different elements. In mediums 2 and 3, there were spots correlated to materials oxide, which were not cleaned from the surface after boiling and cleaning operations. This can be proved by the results of open circuit potential test which were shown in diagrams as metastable potential resulting in formation of passive anode layer. In the following, it was shown that by increasing temperature, the potential for corrosion was shifted to more active potentials and the amount of corrosion current was enhanced. In the medium 3, the sample had the lowest corrosion rate and the most polarization resistance and in the medium 2, the highest corrosion rate and the least polarization resistance have been observed. By increasing temperature, the fluidity of the saline bath incremented and penetration in saline environment occured easier and the rate of corrosion was enhanced which these results were in consistency with the impedance analyzes.

سوپرآلياژ پايه نيكل , اينكونل 625 , توربين گاز , خوردگي داغ , پلاريزاسيون , امپدانس

Nickel Based Superalloy , Inconel 625 , Gas turbine , Hot Corrosion , Polarization , Impedance

Payam Mahdipour

Dr. Mansour Soltanieh