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青島濱海學(xué)院在鎳基高溫合金長(zhǎng)周期腐蝕演變規(guī)律研究中取得新進(jìn)展

2025-07-22 15:35:38 作者：本網(wǎng)發(fā)布來(lái)源：青島濱海學(xué)院分享至：

航空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能與改進(jìn)與鎳基高溫合金的發(fā)展密切相關(guān)。近日，青島濱海學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院先進(jìn)功能材料團(tuán)隊(duì)在材料高溫腐蝕領(lǐng)域取得重要進(jìn)展：該團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)研究了GH4096鎳基合金在長(zhǎng)時(shí)間（1000小時(shí)）高溫氧化行為、熱腐蝕行為和高低溫交替腐蝕行為，揭示了其1000小時(shí)長(zhǎng)周期腐蝕演變規(guī)律。該研究結(jié)果對(duì)于評(píng)估GH4096合金在海洋環(huán)境中的服役可靠性和安全性提供了重要理論依據(jù)。

相關(guān)成果“GH4096 superalloy high temperature oxidation and hot corrosion behaviors”（《GH4096鎳基合金的高溫氧化和腐蝕行為研究》）發(fā)表在Journal of Materials Research and Technology（中科院SCI二區(qū)，2023—2024年影響因子6.2）。王阿敏老師為第一作者，戴景杰教授為通訊作者，青島濱海學(xué)院為第一作者和通訊作者單位，山東石油化工學(xué)院、北京鋼研高納科技股份有限公司、青島豐東熱處理有限公司為聯(lián)合完成單位。

研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究，揭示了GH4096鎳基合金在1000小時(shí)長(zhǎng)周期腐蝕演變規(guī)律。合金在高溫氧化和熱腐蝕過(guò)程中，伴隨著明顯的Cr和Ti元素的外擴(kuò)散。在750℃以下，合金表面氧化膜和腐蝕膜中Cr元素占據(jù)主導(dǎo)，表現(xiàn)出優(yōu)異的抗高溫氧化性能。隨著溫度的升高，Ti元素逐漸成為氧化膜和腐蝕膜的主導(dǎo)，其抗氧化性能下降。由于高溫和腐蝕介質(zhì)的共同作用，合金僅在650℃下NaCl/Na₂SO₄（5/95 wt.%）的腐蝕介質(zhì)中表現(xiàn)出良好的抗熱腐蝕性能。在650℃下NaCl/Na₂SO₄（25/75 wt.%）的腐蝕介質(zhì)和750℃以上NaCl/Na₂SO₄（5/95 wt.%）和NaCl/Na₂SO₄（25/75wt.%）腐蝕介質(zhì)中，合金均表現(xiàn)出較差的抗熱腐蝕性能。高低溫交替腐蝕過(guò)程中，鹽霧腐蝕階段，Cl^-對(duì)氧化膜產(chǎn)生局部腐蝕并在腐蝕破壞處聚集，部分氧化物發(fā)生溶解，隨后Cl^-沿著氧化膜中的缺陷向內(nèi)擴(kuò)散至合金/氧化膜界面處，加速界面發(fā)生破壞以及氧化膜的剝落。