1. Cơ sở thành phần lõi cho khả năng chống ăn mòn ở nhiệt độ-cao
Inconel 625 là hợp kim niken-crom-molybdenum-niobium, với các thành phần chính đóng vai trò không thể thay thế trong khả năng chống ăn mòn ở nhiệt độ-cao:
Crom (Cr, ~20–23 wt%): Ở nhiệt độ từ 500 độ đến 1000 độ, crom nhanh chóng tạo thành màng thụ động crom oxit (Cr₂O₃) liên tục, đậm đặc và bám dính trên bề mặt hợp kim. Lớp màng này hoạt động như một rào cản vật lý ngăn chặn hiệu quả sự xâm nhập của môi trường ăn mòn (ví dụ: oxy, oxit lưu huỳnh và ion clo) và ngăn chặn quá trình oxy hóa hoặc ăn mòn thêm của chất nền. Màng Cr₂O₃ duy trì độ ổn định cao ngay cả ở nhiệt độ lên tới 980 độ.
Molypden (Mo, ~8–10 wt%): Molypden tăng cường khả năng chống ăn mòn rỗ và kẽ hở của hợp kim trong môi trường chứa-nhiệt độ cao, clorua{3}}. Nó cũng cải thiện khả năng chống lại axit khử (ví dụ axit sulfuric) của hợp kim ở nhiệt độ cao bằng cách ức chế sự hòa tan anốt của ma trận kim loại.
Niobium (Nb, ~3,15–4,15 wt%): Niobium hoạt động như một chất tạo thành cacbua mạnh. Trong điều kiện sử dụng nhiệt độ-cao, nó tạo thành các cacbua niobi (NbC) ổn định thay vì cacbua crom, tránh hình thành các vùng nghèo crom-ở các ranh giới hạt (nguyên nhân phổ biến gây ra sự ăn mòn giữa các hạt trong thép không gỉ). Điều này đảm bảo tính đồng nhất của khả năng chống ăn mòn trên toàn bộ cấu trúc hợp kim.
Niken (Ni, nguyên tố cơ bản): Ma trận niken mang lại độ dẻo và độ bền tuyệt vời ở nhiệt độ cao, ngăn ngừa hiện tượng gãy giòn của màng oxit và đảm bảo tính toàn vẹn của lớp bảo vệ trong quá trình luân chuyển nhiệt hoặc ứng suất cơ học.
2. Hiệu suất trong môi trường ăn mòn-nhiệt độ cao điển hình
Inconel 625 thể hiện hiệu suất đáng tin cậy trong nhiều tình huống ăn mòn ở nhiệt độ cao- khắc nghiệt khác nhau:
Quá trình oxy hóa và sunfua hóa ở nhiệt độ cao-: Nó có thể chịu được dịch vụ liên tục ở nhiệt độ lên tới 980 độ trong môi trường oxy hóa và dịch vụ không liên tục ở 1090 độ . Trong môi trường-chứa lưu huỳnh (ví dụ: hệ thống khử lưu huỳnh trong khí thải, ống lò hóa dầu), nó chống lại sự ăn mòn do sunfua hóa một cách hiệu quả, vượt xa thép không gỉ austenit thông thường.
Ăn mòn halogenua ở nhiệt độ-cao: Trong môi trường có nhiệt độ-cao có chứa ion clorua (ví dụ: hệ thống xả tuabin biển, lò đốt rác thải), nó thể hiện khả năng chống rỗ và nứt ăn mòn do ứng suất (SCC) tuyệt vời, điều này rất quan trọng đối với các bộ phận hoạt động trong điều kiện nhiệt độ cao-có chứa clorua-cao{5}}.
Ăn mòn axit/cơ bản ở nhiệt độ cao-: Nó chống lại sự ăn mòn bởi axit sulfuric loãng{1}}ở nhiệt độ cao, axit photphoric và axit hữu cơ, khiến nó phù hợp cho các ứng dụng như lớp lót lò phản ứng hóa học và ống trao đổi nhiệt hoạt động ở 400–600 độ .
3. Giới hạn và khuyến nghị ứng dụng thực tế
Mặc dù Inconel 625 vượt trội trong môi trường-ăn mòn ở nhiệt độ cao nhưng hiệu suất của nó phải tuân theo một số giới hạn nhất định:
Ngưỡng nhiệt độ: Không nên sử dụng nhiệt độ dài hạn trên 1000 độ vì màng Cr₂O₃ có thể bắt đầu bay hơi và cấu trúc vi mô của hợp kim có thể bị thô hóa hạt, làm giảm cả khả năng chống ăn mòn và tính chất cơ học.
Khả năng tương thích với môi trường dịch vụ: Ở nhiệt độ-cao, môi trường khử mạnh (ví dụ: khí quyển hydro nguyên chất không có oxy), sự hình thành màng thụ động Cr₂O₃ bị ức chế và khả năng chống ăn mòn của hợp kim có thể giảm. Trong những trường hợp như vậy, nên sử dụng các phương pháp xử lý lớp phủ bề mặt (ví dụ: aluminizing) để tăng cường khả năng bảo vệ.
4. Xác nhận tính phù hợp của các ứng dụng trong ngành
Inconel 625 được sử dụng rộng rãi trong-các ứng dụng ăn mòn ở nhiệt độ cao trong các ngành:
Hàng không vũ trụ: Vòi xả của động cơ tua-bin và các bộ phận buồng đốt (hoạt động ở nhiệt độ 800–1000 độ với-sự ăn mòn khí thải ở nhiệt độ cao).
Hóa dầu: Ống lò, bộ trao đổi nhiệt và chất xúc tác hỗ trợ trong các quy trình lọc dầu có nhiệt độ cao,-có hàm lượng lưu huỳnh cao.
Sản xuất điện: Các bộ phận của hệ thống khử lưu huỳnh khí thải (FGD) và ống siêu nhiệt của nồi hơi trong các nhà máy điện đốt than-.
