1、1第五章 燃气轮机高温热部件l透平叶片的氧化与腐蚀l高温合金及涂层l燃气轮机寿命一、燃机 透平的 氧化与腐蚀1. 高温热腐蚀2. 低温热腐蚀3. 高温氧化3n 腐蚀会导致重型燃气轮机中的叶片和导向叶片发生毁坏，其缘由主要是由于燃料和空气的杂质（碱金属硫酸盐等）在表面上的凝聚。重型燃气轮机遭受的腐蚀氧化通常有三种类型，即 低温热腐蚀 、 高温热腐蚀 及 高温氧化 。41，高温热腐蚀（ I型热腐蚀）n 高温热腐蚀是一种急速产生的破坏形式，高温热腐蚀发生在 816 927 的温度范围内，与 钠和钾等碱金属杂质 有关。在燃烧过程中，碱金属同在燃料中含有的硫和氧化合形成 Na2SO4和 K2S04，当这
2、些碱金属盐类在叶型表面凝结为液体时，它们就破坏了通常的保护性氧化膜，并阻止这种膜重新形成，这样会使硫渗入金属基体，引起硫化和金属的快速腐蚀。这种腐蚀形式的 特征是形成毫无保护作用的疏松的表面膜，引起叶片基体材料中铝和铬等元素的贫化 。52、 低温热腐蚀（ 型热腐蚀）n 低温热腐蚀在一定条件下是有很强的侵蚀性的，它发生在 593 760 的温度范围内，并需要有很大的 SO3分压 。低温热腐蚀是 由硫酸钠和一些合金成分如镍与钴组成的混合物形成低熔点共晶体引起的 。这种腐蚀 破坏速率较其他腐蚀形式大 。经受过这种腐蚀的 特征是有一个多孔状的结膜层，表现为不均匀的点状腐蚀 ，在形式上与其他腐蚀形式有明
3、显的区别。在基体材料上很少甚至没有可见的金属损耗现象，形成的硫化物也很少。63、高温氧化n 金属的氧化是在当氧原子同金属原子化合形成氧化膜时发生的，温度愈高，这个过程反应愈急速，如果在氧化物的形成过程中消耗掉了太多的基体材料就有可能导致损坏。n 在高于 900 的温度下，如果金属表面没有阻止氧扩散的隔膜，则某些材料会发生相当快速的氧化破坏。若高温合金中铝含量足够高，则在高温卞将在合金表面形成氧化铝，这样，合金在氧化的初期自身产生一个致密的附着力强的氧化铝保护膜。n 但是，为获得高强度和金属稳定性等优良性能的合金，其成分要求不一定能满足使合金自身抗腐蚀和抗氧化的最佳条件，所以现在使用的很多高强度
4、高温合金不能形成完好的保护膜，因此， 大多数高温合金都必须靠特殊的工程涂料来实现其氧化保护 。防氧化与腐蚀的措施n 在燃料和空气质量方面，各公司都做了许多限制和规定。天然气在这方面问题不很突出；n 在材料和涂层方面，积极地试验与研究，但余地不多；n 部件设计方面，比如冷却等方面。二、高温合金及涂层1. 高温合金材料2. 高温合金部件制造工艺3. 高温合金保护涂层及工艺4. 燃气轮机中高温涂层的使用1、高温合金材料n 在 650度以上温度时，具有一定的力学性能和抗氧化、耐腐蚀性能；n 较高的高温强度；n 抗疲劳性能、断裂韧性、塑性n 主要有铁基、镍基、钴基高温合金2、 高温合金部件制造工艺n 高温合金的冶金工艺冶炼的主要手段：电弧炉、真空感应炉和非真空感应炉；真空感应炉的采用是为了进一步降低夹杂物的含量；
