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摘要
针对超临界CO2动力循环高温承压部件与工质相容性问题，研究了T92耐热钢在600和700℃超临界CO2环境下的腐蚀过程动力学及其热力学产物。采用分子动力学计算了CO2在FeCr合金表面的吸附过程，模拟了T92耐热钢在初始氧化阶段原子的迁移和分布规律，并基于腐蚀热力学原理，分析了氧化层和碳化物的分布规律，最后通过高温腐蚀实验进行了验证。研究结果表明：700℃时，T92耐热钢氧化层厚度约为600℃时的13.5倍，氧化层结构为外侧Fe3O4层、内侧FeCr2O4层，氧化层内部主要为C23C6型碳化物；CO2优先吸附于Cr原子（111）表面，当Cr与CO2发生反应后，部分形成游离态的C沉积于氧化层表面，并以离子的形式向内扩散；腐蚀过程主要由离子扩散控制，扩散速率随着温度的升高而增大。该研究为超临界CO2材料抗腐蚀性能评估提供了一种复合分析方法，也为关键高温承压部件材料的遴选及腐蚀寿命预测提供了数据支撑。
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