The corrosion of the Ni-base alloy 690 (60Ni, 30Cr and 10Fe) in humidified air was studied at 500–800 °C, and the rate of CrO2(OH)2 volatilization was measured quantitatively as a function of exposure time using a denuder technique. Different gas velocities were employed in exposures with a maximum duration of 200 h. Corrosion morphology was investigated by SEM/EDX using BIB-milled cross sections. The rate of chromium volatilization increased with increasing temperature and gas velocity. The rate of volatilization decreased with exposure time. Two oxide scale morphologies were observed, depending on temperature and gas velocity. In the 500–700 °C range, the scale consisted of chromia-rich corundum-type oxide, while exposures with high gas velocities at 800 °C produced an entirely different type of scale that included a Ni-rich and Cr-poor cap layer. The latter scale morphology is suggested to result from extensive chromium depletion of the alloy substrate which triggers a new mode of oxidation involving formation of NiCr spinel oxide. Continued volatilization of CrO2(OH)2 causes the NiCr spinel to decompose into a Ni-rich oxide that forms a cap layer on the scale surface. This cap layer is very efficient in decreasing the rate of chromium volatilization, allowing the chromium levels in the substrate to recuperate. We show that volatilization of chromium (VI) from the alloy can be mitigated by an oxidation pre-treatment that allows the Ni-rich cap layer to form.

中文翻译：

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有效降低镍基合金 690 中氢氧化铬的蒸发

在 500–800 °C 下研究了 Ni 基合金 690（60Ni、30Cr 和 10Fe）在加湿空气中的腐蚀，并使用剥皮机定量测量了 CrO2(OH)2 挥发率作为暴露时间的函数技术。在最长持续时间为 200 小时的暴露中采用了不同的气体速度。使用 BIB 铣削横截面，通过 SEM/EDX 研究腐蚀形态。铬挥发速率随着温度和气体流速的增加而增加。挥发速率随暴露时间而降低。观察到两种氧化皮形态，这取决于温度和气体速度。在 500-700 °C 范围内，氧化皮由富含氧化铬的刚玉型氧化物组成，而在 800 °C 下以高气体速度暴露会产生一种完全不同类型的水垢，其中包括富镍和贫铬的帽层。后一种鳞片形态被认为是合金基材的大量铬耗尽导致的，这引发了一种新的氧化模式，涉及形成 NiCr 尖晶石氧化物。CrO2(OH)2 的持续挥发导致 NiCr 尖晶石分解成富含 Ni 的氧化物，在氧化皮表面形成覆盖层。该覆盖层在降低铬挥发速度方面非常有效，使基材中的铬含量得以恢复。我们表明，可以通过允许形成富镍帽层的氧化预处理来减轻合金中铬 (VI) 的挥发。后一种鳞片形态被认为是合金基材的大量铬耗尽引起的，这引发了一种新的氧化模式，包括 NiCr 尖晶石氧化物的形成。CrO2(OH)2 的持续挥发导致 NiCr 尖晶石分解成富镍氧化物，在氧化皮表面形成覆盖层。该覆盖层在降低铬挥发速度方面非常有效，使基材中的铬含量得以恢复。我们表明，可以通过允许形成富镍帽层的氧化预处理来减轻合金中铬 (VI) 的挥发。后一种鳞片形态被认为是合金基材的大量铬耗尽导致的，这引发了一种新的氧化模式，涉及形成 NiCr 尖晶石氧化物。CrO2(OH)2 的持续挥发导致 NiCr 尖晶石分解成富含 Ni 的氧化物，在氧化皮表面形成覆盖层。该覆盖层在降低铬挥发速度方面非常有效，使基材中的铬含量得以恢复。我们表明，可以通过允许形成富镍帽层的氧化预处理来减轻合金中铬 (VI) 的挥发。CrO2(OH)2 的持续挥发导致 NiCr 尖晶石分解成富镍氧化物，在氧化皮表面形成覆盖层。该覆盖层在降低铬挥发速度方面非常有效，使基材中的铬含量得以恢复。我们表明，可以通过允许形成富镍帽层的氧化预处理来减轻合金中铬 (VI) 的挥发。CrO2(OH)2 的持续挥发导致 NiCr 尖晶石分解成富镍氧化物，在氧化皮表面形成覆盖层。该覆盖层在降低铬挥发速度方面非常有效，使基材中的铬含量得以恢复。我们表明，可以通过允许形成富镍帽层的氧化预处理来减轻合金中铬 (VI) 的挥发。