薛俊杰， 劉靜逸， 卓建坤， 王曉東， 劉長(zhǎng)瑞， 呂海洋， 董長(zhǎng)青

(1.華北電力大學(xué) 新能源學(xué)院， 北京 102206；2.清華大學(xué) 能源與動(dòng)力工程學(xué)院，北京 100080；3.國(guó)能生物發(fā)電集團(tuán)有限公司，北京 100052)

0 引 言

在國(guó)家鼎力提倡節(jié)能減排的背景下，提高燃煤電廠鍋爐發(fā)電效率，不僅能減少煤炭消耗量，減少由此帶來(lái)的有害氣體排放，還能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。紀(jì)世東等[1]的研究表明，當(dāng)每提高鍋爐機(jī)組的主蒸汽壓力1MPa，可降低鍋爐機(jī)組的熱耗率0.20%～0.32%，每提高鍋爐機(jī)組的主蒸汽溫度10℃，可把鍋爐機(jī)組的熱耗功率下降0.25%～0.30%。如果能夠提高再熱蒸氣機(jī)組的工作溫度10℃，就能夠大幅度地降低發(fā)電機(jī)組的能源熱消耗率，可以達(dá)到0.15%～0.20%。根據(jù)文獻(xiàn)[2-5]數(shù)據(jù)，2013年全球燃煤發(fā)電量為22.3億kW，占發(fā)電裝機(jī)總量的22.3%；截止2015年底，全國(guó)燃煤發(fā)電量9.01億kW，占發(fā)電容量的59.04%，已經(jīng)投入的運(yùn)行的660MW和1000MW級(jí)別的超超臨界機(jī)組達(dá)112臺(tái)，并且還在不斷上升。通過(guò)開(kāi)發(fā)700℃超超臨界機(jī)組，既能夠?qū)崿F(xiàn)減少能源的消耗量，減少有害氣體例如二氧化硫、氮氧化物的排放，保護(hù)環(huán)境，提高經(jīng)濟(jì)效益，超超臨界機(jī)組勢(shì)必成為未來(lái)的主流機(jī)組。

隨著鍋爐機(jī)組的蒸汽壓力等參數(shù)的上升，對(duì)鍋爐內(nèi)部材料的選擇提出了更高的要求。然而目前700℃超超臨界機(jī)組[6，7]的瓶頸技術(shù)是對(duì)能夠承受超臨界壓力的溫度和壓力的材料的需求，其中最重要的問(wèn)題之一是所采用的材料的耐高溫腐蝕的能力。Inconel 740H合金[8-11]為Inconel 740合金改進(jìn)而來(lái)，通過(guò)調(diào)整Al、Ti、Nb、和Si元素含量，使其獲得更好的組織穩(wěn)定性、強(qiáng)度以及抗腐蝕性能。

畢凱[12]研究了鎳基合金617B的腐蝕行為，腐蝕初期生成的Cr2O3具有保護(hù)作用，腐蝕后期大量Cr被消耗后使得腐蝕速率增加。李琰[13]研究了兩種鎳基合金在不同含S量下的腐蝕行為，在低SO2條件下，兩種合金均生成了致密的Cr2O3保護(hù)膜，當(dāng)SO2含量提高至1.5%后，腐蝕層大量剝落，內(nèi)硫化加劇。侯世香[14]設(shè)置了是否涂抹合成煤灰條件對(duì)Inconel 740H進(jìn)行了抗腐蝕性研究，無(wú)灰條件下合金發(fā)生了氧化和硫化腐蝕，生成的氧化膜對(duì)合金有保護(hù)作用，在涂灰條件下，上述氧化膜在硫酸鹽的作用下發(fā)生溶解并使得合金發(fā)生低溫?zé)岣g，并且腐蝕程度加重。魯金濤等人[15]研究了3種高溫合金Inconel 740、CCA 617以及GH 2984在760℃下的腐蝕行為，得出結(jié)論Inconel 740在腐蝕過(guò)程中會(huì)優(yōu)先生成具有保護(hù)性的Cr2O3膜，局部點(diǎn)蝕為主要的失效形式，點(diǎn)蝕區(qū)域氧化膜為多層結(jié)構(gòu)，由外到內(nèi)依次為Ni(Co)O、Cr2O3(TiO、Al2O3)以及少量?jī)?nèi)層硫化物，較高的Cr、Al含量能夠提升740合金的耐腐蝕性能。李江[16]通過(guò)研究?jī)煞N鎳基合金的腐蝕行為，得出結(jié)論內(nèi)腐蝕層中更高的Cr2O3含量可以抑制H2S和游離態(tài)[S]的擴(kuò)散和腐蝕，增加合金的抗腐蝕能力。

本文首先通過(guò)Fluent模擬氣體在混合器內(nèi)的混合情況及在爐內(nèi)的流動(dòng)來(lái)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件，采用Inconel 740H合金，在大煙氣流量以及高二氧化硫含量的模擬煙氣條件下，溫度設(shè)置在750℃下進(jìn)行72 h的熱腐蝕實(shí)驗(yàn)，設(shè)置不涂鹽組和涂鹽組。繪制腐蝕動(dòng)力學(xué)曲線，結(jié)合X射線衍射儀、帶有能譜儀的掃描電子顯微鏡，分析實(shí)驗(yàn)樣品的腐蝕產(chǎn)物、表面形貌以及元素分布，探究腐蝕機(jī)理。

1 Fluent模擬

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，首先對(duì)所用氣體混合器以及管式爐內(nèi)的氣體流動(dòng)進(jìn)行Fluent建模模擬，為保證氣體充分混合且與合金充分接觸，根據(jù)模擬結(jié)果，對(duì)混合器的氣體進(jìn)口位置以及管式爐內(nèi)的石英舟做出相應(yīng)調(diào)整。

1.1 氣體混合器內(nèi)模擬

通過(guò)對(duì)流場(chǎng)內(nèi)氣體的流線、密度等分布模擬計(jì)算，對(duì)模擬煙氣在通入管式爐之前在氣體混合器的混合效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

本文使用78%氮?dú)狻?3%二氧化碳、6%氧氣和3%二氧化硫，氣體總流量150ml/min。所設(shè)計(jì)的氣體混合器總高度160mm，中間主體部分圓柱高度110mm，外徑76mm，內(nèi)徑72mm，柱體左右兩側(cè)各設(shè)置兩個(gè)進(jìn)氣口，柱體頂部設(shè)置一個(gè)出氣口，進(jìn)出口均采用1/4氣體接口，采用ICEM CFD 16.1軟件進(jìn)行建模。采用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格建模，全局網(wǎng)格參數(shù)默認(rèn)為1，湍流模型選擇RNG k-ε模型，壁面函數(shù)勾選enhanced wall treatment，其余參數(shù)設(shè)為默認(rèn)。設(shè)置好各參數(shù)后進(jìn)行初始化，隨后開(kāi)始計(jì)算，時(shí)間步長(zhǎng)設(shè)為0.1s，步長(zhǎng)數(shù)設(shè)為100，每一步最大迭代數(shù)設(shè)為20。計(jì)算完成后采用CFD-post軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，建立一個(gè)iso-surface平行于z軸并處于模型中央，所得流線、速度分布圖如圖1所示。

通過(guò)圖1(a)、1(b)兩幅圖可以看出，混合器內(nèi)的氣體沒(méi)有充分混合，因?yàn)榈獨(dú)獾拿芏容^小且流量較大，當(dāng)?shù)獨(dú)鈴奈挥谏喜康娜肟谕ㄈ牒?，沒(méi)有與其他氣體混合完全便從出口排出，混合效果較差。重新調(diào)整各種氣體的進(jìn)氣口，結(jié)果如圖1(c)、1(d)所示?？梢钥闯觯谡{(diào)整了不同氣體的進(jìn)口后混合器內(nèi)發(fā)生的混合螺旋主要集中在中下部，在出口處已經(jīng)獲得了較好的混合效果，后續(xù)實(shí)驗(yàn)便采用最后這種進(jìn)氣布局。

圖1 氣體混合器模擬結(jié)果Fig. 1 Simulation results of gas mixer

1.2 管式爐內(nèi)氣體流動(dòng)模擬

接下來(lái)對(duì)管式爐的氣體流動(dòng)進(jìn)行模擬，因?yàn)樗脤?shí)驗(yàn)樣品合金片放置在石英舟內(nèi)，且石英舟有一定的高度，故此次模擬首先是探究氣體與合金片表面的接觸情況，然后就是對(duì)合金片的升溫情況進(jìn)行模擬。通入氣體流量150ml/min，其中氣體比例與通入混合器內(nèi)氣體比例相同。

調(diào)取各種氣體的摩爾分?jǐn)?shù)分布圖，如圖2所示。

圖2 氣體與合金片表面接觸情況Fig. 2 Contact of gas and alloy sheet surface

由圖2可以看到，4種氣體與石英舟中的合金片接觸情況大致相同，在石英舟尾部的合金片與氣體的接觸較弱。

將垂直石英管方向上的石英舟的兩個(gè)壁面去掉，再進(jìn)行一次模擬，得到的結(jié)果如圖3所示。

由圖3可以看出，在去掉沿著石英管方向上的兩個(gè)石英舟壁面后，氣體與合金試樣表面的接觸顯著加強(qiáng)。此外，去掉了擋板后，阻力顯著降低，隨著氣體的擴(kuò)散，濃度從6.118×10-2減少到1.855×10-2。因此，在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，將這兩個(gè)壁面都敲掉一部分，敲出一個(gè)半徑為5mm的半圓。

圖3 石英管內(nèi)氣體流動(dòng)模擬結(jié)果Fig. 3 Simulation results of gas flow in quartz tube

合金片在管式爐中的升溫情況模擬時(shí)間為1分鐘，結(jié)果如圖4所示。

圖4 石英管內(nèi)溫度上升情況Fig. 4 Temperature rise in quartz tube

由圖4可以看出，在給定的模擬時(shí)間內(nèi)，金屬片表面溫度均已達(dá)到實(shí)驗(yàn)所需溫度750℃，升溫情況達(dá)到預(yù)期，可以進(jìn)行下一步的實(shí)驗(yàn)。

2 實(shí)驗(yàn)方案

2.1 實(shí)驗(yàn)樣品

實(shí)驗(yàn)使用的Inconel 740H鎳基合金的化學(xué)成分為(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)C 0.03, Cr 36, Co 30, Al 1.35, Ti 1.35, Fe 0.7, Nb 1.5, Mn 0.3, Mo 0.5, Si 0.15,剩下的為Ni。本文參考Naing Naing Aung[17]的實(shí)驗(yàn)，設(shè)置合成煙氣的流量為150ml/min，成分及組成見(jiàn)表1，合金采用激光切割成10mm×10mm×2mm的樣品。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)超超臨界鍋爐機(jī)組中煙氣組分的調(diào)查，最終配置出相類似的合成煙氣。每個(gè)樣品表面依次用砂紙打磨光滑后，經(jīng)酒精清洗后吹干。本文通過(guò)涂鹽法對(duì)試樣的耐高溫?zé)岣g性能進(jìn)行測(cè)試，然后再做一組不涂鹽的實(shí)驗(yàn)，其余實(shí)驗(yàn)條件相同。涂鹽法的實(shí)驗(yàn)步驟如下：首先配置將要涂抹的合成煤灰，將各種比例的鹽稱好后放入研缽中進(jìn)行充分研磨，其成分組成如表2所示，然后加入丙酮，調(diào)成粘稠漿糊狀待用，然后趁糊狀煤灰沒(méi)有干，迅速用刷子在合金試樣表面上均勻地涂抹一層，涂刷的煤灰質(zhì)量不少于10mg/cm2。

表1 合成煙氣的組成和成分Tab.1 Composition and ingredients of synthetic flue gas

表2 合成煤灰的組成和成分Tab.2 Composition and ingredients of synthetic coal ash

2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

本實(shí)驗(yàn)所用的儀器包括電子天平、氣瓶、混合器、管式爐以及尾氣處理裝置，不同氣瓶的氣體經(jīng)過(guò)流量計(jì)控制通入混合器，進(jìn)入管式爐中，最終產(chǎn)生的尾氣經(jīng)過(guò)尾氣處理裝置，其中尾氣處理裝置包括10%NaOH溶液以及吸水硅膠，最后排入大氣中。

本實(shí)驗(yàn)所用的實(shí)驗(yàn)臺(tái)包括氣瓶、混合器、管式爐以及尾氣處理裝置，不同氣瓶的氣體經(jīng)過(guò)流量計(jì)控制通入混合器，進(jìn)入管式爐中，最終產(chǎn)生的尾氣經(jīng)過(guò)尾氣處理裝置，其中尾氣處理裝置包括10%NaOH溶液以及吸水硅膠，最后排入大氣中。實(shí)驗(yàn)中需要將石英舟表面上固定一根鉑絲，用以催化SO2轉(zhuǎn)化為SO3，所用鉑絲直徑為0.2mm。

為了研究合金材料的耐腐蝕性，首先采用增重法對(duì)合金試樣重量的變化進(jìn)行研究，獲得合金的腐蝕動(dòng)力學(xué)曲線。在實(shí)驗(yàn)之前，使用精度為0.001g的天平測(cè)量每一片合金片的重量，在完成涂抹合成煤灰操作后，在一個(gè)石英舟中放入3片金屬片，同時(shí)將鉑絲綁在石英舟上，將石英舟置于石英管中央。在開(kāi)始實(shí)驗(yàn)之前，先要啟動(dòng)管式爐進(jìn)行預(yù)熱，然后在通入合成煙氣之前，要先通入氮?dú)?，這一步的目的是排出管式爐內(nèi)剩余的空氣和水蒸氣，以防對(duì)實(shí)驗(yàn)造成不利影響。

2.3 腐蝕動(dòng)力學(xué)曲線繪制

在72 h的實(shí)驗(yàn)中，每隔24 h，取出一片合金，測(cè)量質(zhì)量，在每24個(gè)h取出相應(yīng)的合金試樣進(jìn)行重量測(cè)量前，都要清除表面的合成煤灰以及即將脫落的腐蝕層，清理干凈后方可使用電子天平進(jìn)行測(cè)量，此時(shí)剩余樣品放入管式爐中重新升溫進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，涂鹽組實(shí)驗(yàn)的試樣的表面需要再刷上一層煤灰，與第一步所刷的煤灰一樣為10mg，進(jìn)行不涂鹽實(shí)驗(yàn)的樣品則直接放回石英舟。記錄合金試樣從實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前到實(shí)驗(yàn)結(jié)束以及中間每一個(gè)步驟后的重量，最終得出72 h過(guò)程中的質(zhì)量變化，繪制腐蝕動(dòng)力學(xué)曲線。

2.4 XRD和EDS掃描

為了進(jìn)一步分析Inconel 740h合金的腐蝕行為和腐蝕機(jī)理，采用X射線衍射儀對(duì)樣品表面生成腐蝕產(chǎn)物成分進(jìn)行探究，利用帶有能譜儀的掃描電鏡，對(duì)試樣的表面進(jìn)行掃描觀察，分析合金試樣腐蝕表面的元素分布情況，對(duì)腐蝕產(chǎn)物的組分以及含量進(jìn)行分析。其中，未涂鹽組可分為表面腐蝕層與腐蝕層脫落區(qū)域，涂鹽組則選取兩組形貌不同區(qū)域采樣。

3 結(jié)果與討論

3.1 合金試樣的腐蝕動(dòng)力學(xué)曲線

如圖5所示，在無(wú)涂鹽組中，腐蝕動(dòng)力學(xué)曲線整體比較平緩，呈緩慢上升趨勢(shì)，處于腐蝕增重狀態(tài)，且隨著時(shí)間的增加，增重的速率開(kāi)始逐漸增加，在72 h達(dá)到最大值2mg/cm2。腐蝕過(guò)程生成了Fe2O3等金屬氧化物導(dǎo)致增重。而在涂抹合成灰組中，曲線呈下降趨勢(shì)，合金試樣一直處于腐蝕失重狀態(tài)，且在48 h后出現(xiàn)了腐蝕加速的現(xiàn)象，在第72 h達(dá)到了失重速率達(dá)到了18mg/cm2。

圖5 合金的腐蝕動(dòng)力學(xué)曲線Fig. 5 Corrosion kinetics curves of alloys

3.2 腐蝕形貌SEM觀察

如下圖6所示為經(jīng)過(guò)不同條件處理后的合金試樣SEM掃描結(jié)果。在72 h的未涂鹽實(shí)驗(yàn)中，合金試樣表面生成了一層較薄的腐蝕產(chǎn)物膜，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，表面的腐蝕產(chǎn)物顆粒數(shù)量增加且變大，產(chǎn)物層與合金的貼合程度逐漸變?nèi)?，可以明顯的觀察到腐蝕層的翹曲以及即將脫落的跡象。由于本次實(shí)驗(yàn)所使用的氣體流量以及SO2的含量皆高于一般的文獻(xiàn)，吳正發(fā)[18]、楊磊[19]、石踐[20]使用BTF-1200C型真空管式爐所用合成煙氣總流量分別為10ml/min、24ml/min、10ml/min，爐管尺寸Φ50，本文所用GSL-1100X-S型管式爐尺寸同為Φ50，侯世香[14]所用總流量為20 ml/min，因此在本文的條件下能夠觀察到較為明顯的變化。

圖6 經(jīng)過(guò)不同時(shí)間后的合金的表面形貌Fig. 6 Surface morphology of alloy after different time

從涂鹽組結(jié)果中可以看出，24 h后合金表面就已經(jīng)形成了溝壑狀的形貌，表面散布著塊狀的腐蝕產(chǎn)物以及合成煤灰，能夠觀察到大量孔洞，腐蝕非常嚴(yán)重。在48h樣品上主要為小塊的腐蝕產(chǎn)物及煤灰，能夠觀察到表面的裂縫。在72h樣品中，表面疏松多孔，表面散布著大塊的物質(zhì)，能夠觀察到熔融流動(dòng)的痕跡，根據(jù)XRD和EDS結(jié)果，區(qū)域2上Fe元素含量較48h樣品減少17.02%，應(yīng)為外腐蝕產(chǎn)物層的大量脫落，大塊的物質(zhì)是由涂抹的合成煤灰以及腐蝕產(chǎn)物的富集。

3.3 合金試樣的XRD、EDS掃描結(jié)果

圖7、8是Inconel 740H合金試樣在經(jīng)過(guò)不同條件的實(shí)驗(yàn)后XRD的掃描結(jié)果。

由圖7可以看出，初始樣品中衍射峰峰主要為Fe2O3、Cr2O3和Fe2Si。在不涂鹽腐蝕24、48 h和72 h后，腐蝕產(chǎn)物還是以Fe2O3和Cr2O3為主，其余物質(zhì)衍射峰相對(duì)強(qiáng)度都很低。腐蝕之后兩種氧化物的衍射峰相對(duì)強(qiáng)度都顯著高于實(shí)驗(yàn)樣品，說(shuō)明經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中主要生成了Fe2O3和Cr2O3。

圖7 不涂鹽條件下的XRD結(jié)果Fig. 7 XRD results without salt coating

圖8為Inconel 740H合金試樣在涂抹合成煤灰實(shí)驗(yàn)后的XRD結(jié)果。初始樣品上同樣為為Fe2O3、Cr2O3和Fe2Si。在腐蝕24 h后，衍射峰相對(duì)強(qiáng)度較高的產(chǎn)物為Fe2O3和Cr2O3。在48 h后，衍射峰相對(duì)強(qiáng)度較高為Fe2O3、Cr2O3和Al2O3。在72 h后衍射峰相對(duì)強(qiáng)度較高主要為Fe2O3、Cr2O3和Al2O3。Al2O3產(chǎn)物層的形成，能夠有效的阻止O和Cr的擴(kuò)散，降低腐蝕速率[21]。

對(duì)經(jīng)過(guò)不同時(shí)間處理后的合金試樣進(jìn)行能譜儀掃描，每個(gè)樣品都選取兩個(gè)區(qū)域掃描，分別為合金表面的腐蝕產(chǎn)物層以及產(chǎn)物層脫落的區(qū)域，最終各試樣元素分布結(jié)果如表3所示。

表3 合金試樣的元素分布Tab.3 Distribution of elements in alloy sample

首先對(duì)未涂鹽組實(shí)驗(yàn)，表面腐蝕產(chǎn)物層的Ni含量很低，主要由O、Fe、Cr三種元素組成，其中，如表3所示，24 h樣品Cr原子占21.12%，F(xiàn)e原子占16.92%，48小時(shí)樣品Cr占24.89%，F(xiàn)e原子占10.16%，72小時(shí)樣品Cr原子占24.37%，F(xiàn)e原子占12.60%，此外，三種樣品中皆檢測(cè)到了O原子的存在，故生成的腐蝕產(chǎn)物層以Cr2O3和Fe2O3為主。結(jié)合XRD掃描結(jié)果，表面腐蝕產(chǎn)物層中Fe2O3、Cr2O3的衍射峰最高，故確認(rèn)應(yīng)為Fe2O3和Cr2O3兩種腐蝕產(chǎn)物。而在腐蝕產(chǎn)物層脫落的區(qū)域，均沒(méi)有檢測(cè)到氧元素的存在，并且各元素的含量與初始樣品比較接近，F(xiàn)e2O3和Cr2O3兩種氧化物形成的保護(hù)膜起到了很好的保護(hù)作用，使合金沒(méi)有受到進(jìn)一步的腐蝕，僅有少量腐蝕產(chǎn)物層脫落。Cr2O3在高溫下的穩(wěn)定性能夠起到保護(hù)合金的作用，使得合金免于進(jìn)一步的腐蝕保持腐蝕產(chǎn)物層的完整性，故腐蝕動(dòng)力學(xué)曲線中未涂鹽組的曲線有緩慢增重的趨勢(shì)。

圖8 涂鹽條件下的XRD結(jié)果Fig. 8 XRD results under salt coating condition

在涂鹽組實(shí)驗(yàn)中，合金發(fā)生了較為嚴(yán)重的腐蝕，結(jié)合XRD圖譜，涂鹽組的合金試樣在實(shí)驗(yàn)中生成的腐蝕產(chǎn)物主要為Fe2O3、Cr2O3和Al2O3，其中含量最高的為Fe2O3。在高溫下[22]，合成煤灰中的Na2SO4與煙氣中的SO3反應(yīng)生成復(fù)合硫酸鹽(K,Na)(Fe,Al)(SO4)3，能夠破壞Fe2O3保護(hù)膜，造成腐蝕產(chǎn)物層的脫落，使得合金試樣出現(xiàn)明顯的失重現(xiàn)象。G.S.Mahobia[23]以及徐建平[24]通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出NaCl在高溫下會(huì)與合金表面的Al2O3和Cr2O3反應(yīng)生成的具有高蒸氣壓的氯化物CrO2Cl2和AlCl3等會(huì)直接蒸發(fā)，破壞表面保護(hù)層的完整性。魯金濤[15]通過(guò)實(shí)驗(yàn)提出了當(dāng)有硫化物共存時(shí)，氯化物的影響會(huì)更大，不僅可加速硫酸鹽的生成，也有利于Cl2和HCl的形成，這就更加加速了高溫腐蝕的進(jìn)程。由于Cr2O3對(duì)合金的腐蝕具有很好得到保護(hù)性，合金試樣中的Cr含量對(duì)合金的耐蝕性也有很大影響。Gagilano等人[25]研究了鉻含量對(duì)19種合金的影響，認(rèn)為鉻含量大于22%的合金在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)中表現(xiàn)出更好的抗腐蝕性能。

4 結(jié) 論

本文通過(guò)模擬700℃超超臨界電站鍋爐煙氣側(cè)管道的環(huán)境，研究Inconel 740H合金熱腐蝕行為，對(duì)腐蝕機(jī)理展開(kāi)討論，采用增重法記錄合金試樣在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的重量變化，繪制腐蝕動(dòng)力學(xué)曲線。借助X射線衍射儀分析合金試樣的腐蝕產(chǎn)物，借助帶有能譜儀的掃描電子顯微鏡對(duì)合金表面的腐蝕形貌以及元素分布進(jìn)行分析，借助掃描電子顯微鏡測(cè)量經(jīng)過(guò)不同時(shí)效處理后的合金試樣的厚度及形貌變化，得出以下結(jié)論：

(1)通過(guò)Fluent模擬結(jié)果，首先對(duì)氣體混合器的氣體入口進(jìn)行調(diào)整，將氮?dú)夂投趸挤旁谙聜?cè)入口能獲得較好的混合效果。對(duì)管式爐中的石英舟作出適當(dāng)調(diào)整，通過(guò)將兩側(cè)壁面打出兩個(gè)缺口，能夠使石英舟內(nèi)的合金試樣更好的與合成煙氣接觸。

(2)Inconel 740H合金具有優(yōu)秀的抗高溫腐蝕能力，在無(wú)涂鹽實(shí)驗(yàn)中由于生成了具有保護(hù)性的氧化膜使得合金僅發(fā)生了輕微的腐蝕增重，而在涂鹽組實(shí)驗(yàn)中發(fā)生了較為嚴(yán)重的失重現(xiàn)象，表面大量的腐蝕產(chǎn)物脫落，出現(xiàn)了失重加速，失重速率最高達(dá)到了18mg/cm2。

(3)Inconel 740H合金在兩種腐蝕條件環(huán)境下都生成了Fe2O3和Cr2O3兩種氧化產(chǎn)物，這種氧化產(chǎn)物會(huì)逐漸形成氧化層，對(duì)合金具有保護(hù)作用。然而在不同條件下，兩種氧化產(chǎn)物的含量并不相同。通過(guò)對(duì)EDS的結(jié)果分析，同一個(gè)樣品上不同區(qū)域兩種氧化物的含量也不相同。在未涂鹽組中，由于表面氧化物保護(hù)層的作用，在腐蝕產(chǎn)物層脫落的區(qū)域未發(fā)生明顯腐蝕。在涂鹽組中，兩種區(qū)域中的Fe2O3含量都更高。其中所含有的Na2SO4以及NaCl等物質(zhì)能夠破壞表面致密的氧化物層，使得合金內(nèi)部進(jìn)一步發(fā)生腐蝕。