目前各國都（dōu）在積極研究和開發超（chāo）超臨界耐熱鋼，2007年美國開發出一（yī）種可以自發形成Al2O3保護膜（mó）的奧氏體不鏽鋼（AFA耐熱（rè）鋼），其以Al2O3為保（bǎo）護層，能夠承受650～900℃的高溫，同時成本比Ni基高溫合（hé）金低。隨後，2010年國內成功地在傳統奧氏體不鏽鋼NF709的基礎成分上（shàng）通過成分優化，開發出另外一種AFA不鏽鋼（gāng），該鋼（gāng）在800℃含水蒸汽的（de）條件下能夠生（shēng）成連續（xù）致（zhì）密的Al2O3保護層。
發電和艦船工業中使用的燃氣輪機在其高溫工作過程中，含硫燃（rán）料燃燒和海洋含鹽的環境會在其葉片上（shàng）沉積硫酸鹽，氧和其他腐蝕性氣體同時作用從而導（dǎo）致葉片加速腐蝕，發生熱腐蝕現象。為了使（shǐ）AFA耐熱不鏽（xiù）鋼能夠更廣泛應用，研究其熱腐蝕性能和機理顯得尤為（wéi）必要，目前關於（yú）這方麵的研究較少。新型AFA不鏽（xiù）鋼與鎳基K417高溫（wēn）合金、316L不（bú）鏽鋼相比，具有優（yōu）良的（de）抗硫酸鈉熔鹽熱腐（fǔ）蝕性能。限製S元素（sù）在合金（jīn）內的擴散有益於提高合金抗熱腐蝕性能。在（zài）1273K條件下S在Co內的擴散係數隻有（yǒu）S在Ni內的一（yī）半，說明Co對合金的抗熱腐蝕性能是有益的。因此，為了更好地提高新型AFA不鏽鋼（gāng）的（de）抗熱腐蝕性能（néng），有必要研究合金元素（sù）Co對其抗熱腐蝕性能的影響（xiǎng）。
某研究機構選用新型AFA不鏽鋼，其化學成分（質量分數（shù），%）為Ni25.00，Cr18.00，Al3.00，Mo1.50，Nb1.50，Si0.15，C0.08，B0.01，P0.04，Hf0.15，Y0.01，Fe50.56。
合金（jīn）的熔煉采用非自耗（hào）型真空電弧爐，熔（róng）煉前（qián）將電弧爐抽真空至5×10-3Pa以下，充入高純氬氣，並先熔煉高純鈦錠以吸附殘餘的O。由於本合金（jīn）中元素種類（lèi）多，並且各（gè）元素的熔點（diǎn）、密度、熱膨（péng）脹率等物理性能參數相差較大（dà），在熔煉（liàn）過程中需先熔（róng）煉預合金：1）將熔點（diǎn）較高的Mo、Nb、C、B以及一部分Ni、Fe放在一個坩堝中；2）熔點較低的Al、Si及Cr、Co、Fe-P及另一部分Ni、Fe放在另一個坩（gān）堝中，由於Al的沸（fèi）點較低（dī），熔煉時（shí）應防止過（guò）熱以免Al的燒損。以上預合金各熔煉4次，之後合成（chéng）一（yī）個（gè）合金熔煉10次（cì）。將合金熔煉好後鑄造成型，經熱（rè）處理、切割加（jiā）工成試樣後進行熱腐（fǔ）蝕試驗，結果表明：
（1）在新型AFA不鏽鋼中添加Co元素（sù），能在一定程度上改善（shàn）其抗硫酸鈉（nà）熔鹽熱腐蝕性能。
（2）Co元（yuán）素可以增（zēng）加氧化膜中Cr的相對含量，促進合金生成（chéng）連續的保護性氧化膜，同時可以增強氧化膜的黏附性和致密性，推遲氧化膜的破裂時間（jiān），延長熱腐蝕孕育期。
（3）Co元（yuán）素也可以有效延緩S元素在AFA不鏽鋼中的擴散，降低熱腐蝕（shí）過程中的硫化（huà）-氧化（huà）速度，從而提（tí）高合金的抗（kàng）熱腐蝕性能。
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