核废处理回转煅烧炉用高温合金氧化行为研究

TG17; 两步法冷坩埚玻璃固化技术是目前国际主流的高水平放射性废物处理方法,而回转煅烧炉作为其中的关键设备,其结构材料的高温氧化问题关乎该技术的工业化应用,具有重要的研究意义.高温合金具有较好的高温强度,然而其能否作为回转煅烧炉的结构部件有待验证.对316H不锈钢、镍基690、哈氏N合金与镍基625合金4种高温合金进行了高温氧化试验.通过测量样品的增重,绘制氧化动力学曲线,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析氧化膜的物相组成、形貌与成分,分析4种高温合金的氧化机理.结果表明:在600℃下4种试样都表现出较好的耐氧化性能,其增重均较小.800 ℃时,哈氏N合金和3...

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Published in材料保护 Vol. 58; no. 1; pp. 109 - 115
Main Authors 王琴, 王成旭, 刘仲礼
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 河南机电职业学院机电工程学院,河南郑州 451191%烟台大学核装备与核工程学院,山东烟台 264005 15.01.2025
Subjects
高温合金
high-temperature alloy
核废处理
nuclear waste treatment
rotary calciner
回转煅烧炉
高温氧化
high-temperature oxidation
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ISSN1001-1560
DOI10.16577/j.issn.1001-1560.2025.0013

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Summary:TG17; 两步法冷坩埚玻璃固化技术是目前国际主流的高水平放射性废物处理方法,而回转煅烧炉作为其中的关键设备,其结构材料的高温氧化问题关乎该技术的工业化应用,具有重要的研究意义.高温合金具有较好的高温强度,然而其能否作为回转煅烧炉的结构部件有待验证.对316H不锈钢、镍基690、哈氏N合金与镍基625合金4种高温合金进行了高温氧化试验.通过测量样品的增重,绘制氧化动力学曲线,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析氧化膜的物相组成、形貌与成分,分析4种高温合金的氧化机理.结果表明:在600℃下4种试样都表现出较好的耐氧化性能,其增重均较小.800 ℃时,哈氏N合金和316H不锈钢的耐氧化性能较差,氧化层疏松且有脱落;镍基690合金的耐氧化性能较好,其氧化层较致密,但氧化膜颗粒较粗大.镍基625合金的耐氧化性能最佳,氧化速率常数Kp约为1.43×10-7 mg2/(cm4·s),其氧化膜由稳定的Cr2O3组成,且氧化膜均匀致密,晶粒细小.镍基625合金因具有优异的耐氧化性能,可用作回转煅烧炉的结构材料,有利于延长设备的使用寿命.
ISSN:1001-1560
DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2025.0013