上海大学联合上海应物所：首次发现“热诱导相变”是造成合金熔盐腐蚀的关键因素

2024-10-17 13:14:48 作者：腐蚀与防护来源：腐蚀与防护分享至：

上海大学先进凝固技术中心（简称CAST）团队联合中国科学院上海应用物理研究所，首次发现“热诱导相变”在熔盐腐蚀过程中起到关键作用。

该研究成果已于近期发表在Journal of Energy Storage上。审稿人评价：It is interesting and a good future study to inhibit thermal-induced phase transformation of the alloy for improvement of mechanical property and corrosion resistance property in molten salt.（抑制合金的热诱导相变以提高其在熔融盐中的力学性能和耐腐蚀性能是一项有趣且有前景的研究。）

新一代光热发电（CSP）和高温储热（TES）工况温度将达到700 ℃以上，对结构材料提出了更高的要求。必须采用耐熔盐腐蚀、耐高温的合金作为结构部件用材，例如不锈钢、镍基合金等。氯化物盐是新一代光热发电最有竞争力的储换热工质，然而，氯化物盐的腐蚀性远高于硝酸盐，对合金材料的要求更加苛刻。

研究人员选择Inconel 625合金作为研究对象，首次发现“热诱导相变”是造成合金熔盐腐蚀的关键因素。其作用机理为：在热的作用下Inconel 625合金晶界析出大量富Cr碳化物，并以晶界为起始点向晶内生成针状δ相，这一热诱导相变加剧了Cr的不均匀分布。晶界处的富Cr碳化物和针状δ相之间的富Cr区域形成连续腐蚀通道，最终导致合金的腐蚀。这一发现有利于重新审视熔盐腐蚀发生的机理原理。

Inconel 625合金原始试样、时效试样和腐蚀试样的SEM形貌：(A1) 原样；(A2) P1放大；(B1) 时效样品；(B2) P2放大；(C1) 腐蚀试样；(C2) P3放大

Inconel 625合金中δ相及其邻近区域的EPMA图：(a)未腐蚀区域；(b)腐蚀区域

Inconel 625合金在NaCl-KCl-MgCl₂熔盐中的腐蚀机理示意图

该研究得到国家重点研发计划（2021YFB3700602）和浙江省“尖兵”“领雁”研发攻关计划（2023C01005）的资助。论文第一作者为姜金耀硕士研究生，指导老师为中国科学院上海应用物理研究所梁建平正高级工程师、上海大学CAST团队李慧改教授，中国科学院上海应用物理研究所研究员、中国可再生能源学会太阳能热发电专委会委员唐忠锋为共同作者。