单晶高温合金热腐蚀行为及其改善方法研究现状

单晶高温合金是制造航空发动机及燃气轮机热端涡轮叶片的重要材料,然而单晶叶片工作环境中腐蚀性燃气的存在严重影响了其服役寿命。本文围绕单晶高温合金的热腐蚀行为回顾了近年来镍基单晶高温合金的发展历程,针对单晶高温合金的典型应用和真实服役条件,介绍了高温熔盐热腐蚀机理模型、应力腐蚀与热腐蚀疲劳,以及热腐蚀行为的取向各向异性。从成分调控、稀土元素添加、防腐涂层和表面改性技术等4个方面介绍了单晶高温合金抗热腐蚀性能的改善方法。最后,根据对现有研究成果的分析,总结了单晶高温合金热腐蚀研究面临的挑战,提出了未来单晶高温合金热腐蚀行为领域可能的研究方向。

镍基单晶高温合金氧化行为研究现状与展望

镍基单晶高温合金广泛应用于先进航空发动机以及燃气轮机涡轮叶片的制造,但航空事业的发展对高单晶高温合金的承温能力提出了更高的要求,使得高代次合金中难熔元素含量增加,氧化行为更加复杂,其耐高温氧化能力及服役寿命面临巨大挑战。从高温氧化行为角度回顾了近年来单晶高温合金的研究现状,重点介绍了合金的氧化热/动力学特征以及氧化膜的演变行为,总结了服役温度、合金成分、偏析行为、应力加载、各向异性以及表面粗糙度等众多因素的影响规律及作用机制,旨在为提高合金抗氧化性能改善提供参考。镍基单晶高温合金在服役过程中能否形成致密均匀、连续且不易脱落的氧化铝层,直接决定了合金的抗氧化性能的强弱。最后,根据对现有研究成果的分析讨论,总结了单晶高温合金氧化行为研究面临的挑战,并对未来单晶高温合金高温氧化领域可能的研究方向作了展望。