简介：聚光太阳能发电站通常采用NaNO3-KNO3混合熔盐作为储热系统的传热流体,用于储热系统结构材料的304奥氏体不锈钢在该熔盐环境下的抗高温腐蚀性能尤为重要.微合金元素Nb在钢中的影响作用主要体现在细化晶粒、促进沉淀强化及提高强韧性等方面,其对304奥氏体不锈钢在太阳盐中的高温腐蚀机理尚不清楚,值得深入研究.采用恒温熔盐浸泡方法对含0.49Nb和0Nb的2组试验钢在565℃下进行了0～200 h的熔盐腐蚀试验,测定了腐蚀质量损失并计算了腐蚀速率;借助扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)等手段对材料腐蚀层和基体组织进行了表征.研究结果表明,当腐蚀时间为 200 h时,0Nb和 0.49Nb的腐蚀速率分别为178.1、133.9 μm/a,这表明添加Nb元素后抗熔盐腐蚀性能更优;2组试样在表面均形成了双层腐蚀产物层,内层主要为FeCr2O4,外层则为Fe2O3和Fe3O4.Fe氧化物产生的内应力容易在腐蚀层内部产生缺陷或使腐蚀层剥落,引起熔盐中的氧化性离子侵入发生内氧化,导致Fe氧化物层的保护性变差.Nb在腐蚀层中含量较低,会在钢基体内部形成均匀弥散分布的NbC,并抑制晶界处Cr碳化物的析出,晶界处析出的Cr碳化物易导致晶间腐蚀,且晶间腐蚀会在腐蚀层中引入更多应力;不含Nb钢试样的腐蚀层更厚,内部会存在更多裂纹,这表明Nb元素的加入会提升304奥氏体不锈钢在熔盐中的抗高温腐蚀性能.展开
