高温腐蚀的研究在现代科学技术和工程的发展中占有相当重要的地位,特别对能源、动力和化工等工业的发展尤为重要。本实验即是以含有高温氯化腐蚀的工业环境-垃圾焚烧环境的高温腐蚀为背景的。近年来随着环境污染的日益严重和资源的短缺,焚烧法在国内外受到广泛的重视。但是在垃圾焚烧处理中由于焚烧炉内部复杂的环境导致了灾难性的腐蚀问题,严重限制了垃圾焚烧工业的发展。研究者发现引起焚烧环境中高温腐蚀的重要因素是氯化腐蚀,这是因为垃圾中含有大量的氯,高温焚烧环境下会产生Cl₂、HCl和沉积的氯盐,这些物质导致了合金的加速腐蚀。本文对Cr含量为5%-80%的Fe-Cr合金在KCl盐膜下的热腐蚀进行了系统研究。首先选择具有代表性的Cr含量为20%的Fe-Cr合金,通过对比750℃时在其表面直接涂KCl盐膜以及预氧化后涂KCl盐膜的热腐蚀,探讨预氧化处理对Fe-Cr合金耐高温氯化腐蚀性能的影响。然后在上述基础上对Cr含量为5%-80%的预氧化Fe-Cr合金,分别在750℃和800℃KCl盐膜下的热腐蚀行为进行研究,探讨Cr含量对预氧化Fe-Cr合金在KCl盐膜下热腐蚀行为的影响。最后研究了纯Fe₂O₃、Cr2O₃粉末和KCl在高温下的化学反应,分析其反应动力学和反应产物,进一步探讨高温下表面覆盖Fe₂O₃、Cr₂O₃保护膜的合金接触KCl时可能发生的反应及对保护膜的破坏机制,为存在类似工业环境的选材和防护涂层的研究提供有益的研究结果和实验数据。试验结果表明,预氧化处理生成的初始Cr₂O₃氧化膜,对Fe-Cr合金在KCl盐膜下的热腐蚀起一定的保护作用,能降低腐蚀速率、减轻腐蚀对基体的破坏并维持氧化膜的完整性。随着Cr含量的升高,预氧化Fe-Cr合金腐蚀增重减小,表面腐蚀程度减轻。预氧化Fe-Cr系合金在KCl盐膜下的热腐蚀产物主要是Fe₂O₃、Cr₂O₃以及少量K₂Fe₂O₄和K₂Cr₂O₇。其中Fe₂O₃分布在氧化膜外层,而Cr₂O₃集中于靠近氧化膜/基体界面的氧化膜内侧。低、中、高Cr预氧化Fe-Cr合金由于活化氧化发生的位置不同而生成不同形貌的氧化膜。KCl与Fe₂O₃、Cr₂O₃在高温下的反应生成挥发性氯化物FeCl₂、CrCl₃,导致Fe₂O₃-KCl、Cr₂O₃-KCl体系的明显失重。K₂O·M₂O_x（M表示Fe、Cr等）和金属氯化物是KCl与金属氧化物反应过程中常见的反应产物。Fe₂O₃和Cr₂O₃与KCl的高温反应是预氧化Fe-Cr合金在KCl盐膜下腐蚀速度较快的主要原因。两种氧化物与KCl反应的动力学和热力学的差异导致不同Cr含量的Fe-Cr合金在KCl盐膜下耐腐蚀性的区别。