[01739203]耐熔融氯化盐相变储热介质腐蚀的Ni-xFe-M新型高温合金研究

作为中-高温太阳能相变储热介质的熔融氯化盐,因与合金元素Cr优先发生氯化-氧化反应,导致现有不锈钢及高温合金被严重腐蚀。为了开发耐熔融氯化盐腐蚀的新型合金材料,在青海省科技厅基础研究计划资助下,开展了《耐熔融氯化盐相变储热介质腐蚀的Ni-xFe-M新型高温合金研究》（编号：2016-ZJ-759）。该研究属于新能源新材料领域。其技术原理是通过浸盐腐蚀实验,优化并得到了一种在熔融NaCl-MgCl2中具有较好耐蚀性的新型Ni-25%Fe合金。分析了合金元素Al和Sc分别对Ni-Fe-M（M=Al,Sc）合金在该熔融盐中腐蚀行为影响,无论Al含量高还是低,均不能有效改善其耐蚀性,但Sc提高了氧化膜粘附力;且Sc含量越高时,MgO壳粘附力越强,对试样保护作用逾好。 合同要求指标：得到耐熔融共晶MgCl2-NaCl腐蚀性能较好的NiFe合金配方,分析出合金中添加Al、RE对其耐蚀性的影响,探索出腐蚀机制。 实际完成情况：（1）研究了11种不同Fe含量的Ni-Fe合金在520℃熔融共晶NaCl-MgCl2中腐蚀行为,对比了腐蚀速率,优化了合金成分,得到了成本较低、耐蚀性较好的新型Ni-Fe合金,完成了任务。（2）研究了五种不同Al含量的Ni-Fe-Al合金和三种不同Sc含量的Ni-Fe-Sc合金在520℃熔融共晶NaCl-MgCl2中腐蚀行为,揭示了Al和Sc对其腐蚀行为的影响机制,完成了合同预定任务。 该研究创新性及与国内外技术相比：（1）在国际上,目前主要研究市售合金在熔融氯化盐中腐蚀行为,处于腐蚀“诊断”阶段。而本研究针对该熔融氯化盐,研发了耐其腐蚀的Ni-Fe新合金,得到了最优成分。（2）研究了合金元素Al和稀土合金元素Sc对不含Cr的Ni-Fe合金在该熔融盐中腐蚀行为影响,排除了Cr的负面影响,详细揭示了Al和Sc的作用,在国际上处于领先地位。 该研究完善了熔融氯化盐腐蚀与防护理论,为熔融氯化盐作为中-高温太阳能相变储热介质提供容器或管道材料基础。