高温超临界CO2结构材料环境致裂研究进展

李开洋，吴悠，张冠霖，张乃强(华北电力大学能源动力与机械工程学院)

摘要：作为能量传递介质，超临界CO2 (S-CO2)在能源领域表现出广阔的应用前景。但S-CO2可以引起高温氧化、碳化腐蚀。腐蚀与应力协同作用下，材料腐蚀加剧，力学性能下降，加速衰退，进而发生环境致裂，引发严重后果。本文梳理S-CO2引起氧化、碳化的耦合腐蚀机制，总结高温高压S-CO2系统环境致裂的评估手段，分析材料在腐蚀和力学协同作用下的环境致裂行为，包括腐蚀后材料力学性能的改变、应力腐蚀、蠕变、腐蚀疲劳、热循环、表面残余应力对腐蚀行为影响等，总结材料环境致裂的行为和机理。相关研究旨在为S-CO2系统的材料选择和环境致裂防护提供理论基础和技术指导。

关键词：超临界CO2，环境致裂，应力腐蚀，碳化