
ZG35Cr26Ni12 屬于中碳高鉻鎳系奧氏體耐熱鑄鋼,其設(shè)計初衷側(cè)重高溫力學(xué)性能與高溫抗氧化能力,而非專門的耐酸腐蝕合金。該材料碳含量約 0.35%,鉻含量 26% 左右,鎳含量 12% 左右,依靠鉻元素在表面形成 Cr?O?鈍化膜實現(xiàn)防護。在常溫干燥、低濃度弱酸氣氛中,這層氧化膜可一定程度阻隔腐蝕介質(zhì)侵入,表現(xiàn)出優(yōu)于碳鋼、低合金鋼的耐蝕性。但酸性氣體,尤其是高溫、含水、含氯或含硫的還原性酸性氣氛,會對鈍化膜產(chǎn)生持續(xù)破壞,使其耐蝕性能大幅下降。
在氧化性酸性氣體環(huán)境中,如含二氧化硫、少量氧化型有機酸蒸氣的氣氛,ZG35Cr26Ni12 的表現(xiàn)相對較好。二氧化硫在中低溫下酸性腐蝕較弱,材料表面的氧化鉻膜可維持一定穩(wěn)定性,短期接觸不易出現(xiàn)明顯腐蝕。但隨著溫度升高至 600℃以上,二氧化硫活性增強,易與鉻、鐵等元素反應(yīng)生成硫酸鹽,導(dǎo)致鈍化膜疏松脫落,基體持續(xù)被腐蝕,出現(xiàn)表面麻點、剝落甚至減薄。若氣體中同時含有水蒸氣,硫酸類介質(zhì)形成,腐蝕會進一步加速,料盤在長期使用后易出現(xiàn)強度下降、變形開裂等問題。
在含氯酸性氣體環(huán)境下,如氯化氫、氯氣氣氛,ZG35Cr26Ni12 的耐蝕性較差。氯離子具有極強的穿透性,極易破壞鉻的鈍化膜,引發(fā)點蝕、晶間腐蝕。尤其在 400–800℃溫度區(qū)間,氯腐蝕最為劇烈,會快速沿晶界侵入材料內(nèi)部,造成晶間脆化與剝落。對于真空爐、氣氛爐中含氯鹽揮發(fā)、氯化淬火介質(zhì)分解產(chǎn)生的酸性氣氛,該料盤極易被侵蝕,不僅自身壽命大幅縮短,腐蝕產(chǎn)物還可能污染工件,影響熱處理質(zhì)量。
含硫化氫等還原性酸性氣體的工況對 ZG35Cr26Ni12 同樣不友好。硫化氫在高溫下會分解出活性硫,與材料中的鐵、鎳、鉻反應(yīng)生成低熔點硫化物,造成嚴(yán)重的硫化腐蝕。這類腐蝕多沿晶界進行,發(fā)展速度快,會顯著降低材料高溫強度與韌性,導(dǎo)致料盤在載荷作用下出現(xiàn)蠕變變形、裂紋甚至斷裂。在石油化工、垃圾焚燒、含硫燃料加熱等場景中,酸性氣體與高溫耦合,會讓腐蝕問題更加突出。
此外,材料自身的鑄造組織也影響其耐酸性氣體能力。ZG35Cr26Ni12 為鑄態(tài)組織,容易存在成分偏析、晶界碳化物較多、內(nèi)部疏松等缺陷。這些缺陷區(qū)域是腐蝕優(yōu)先發(fā)生的位置,酸性氣體易沿著缺陷通道侵入,加速局部腐蝕。與鍛態(tài)或經(jīng)過特殊熱處理的耐蝕合金相比,其均勻性與致密度不足,在復(fù)雜酸性氣氛中更難保持長期穩(wěn)定。
綜合來看,ZG35Cr26Ni12 料盤僅能在低溫、干燥、低濃度、間歇性的弱氧化性酸性氣體環(huán)境下短期使用,無法耐受高溫、高濃度、含氯、含硫或含水蒸氣的持續(xù)性酸性氣氛。在真空爐、氣氛爐、化工反應(yīng)爐等明確存在酸性腐蝕介質(zhì)的工況中,不建議將其作為長期承載構(gòu)件。若必須使用,應(yīng)嚴(yán)格控制溫度低于 400℃,降低酸性氣體濃度,并對料盤表面進行鈍化、噴涂等防護處理,同時加強定期檢查,避免因腐蝕失效引發(fā)安全隱患與生產(chǎn)損失。對于強酸性氣體環(huán)境,應(yīng)選用高鉬、高硅或?qū)iT耐蝕耐熱合金,以保障設(shè)備可靠性與使用壽命。
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