铼在定向凝固镍基高温合金热腐蚀过程中的作用机制研究

在第二代定向凝固镍基高温合金DZ68的研究基础上，研究不同Re含量，不同Cr含量的定向凝固镍基高温合金热腐蚀过程中的腐蚀产物和合金热腐蚀动力学行为，搞清热腐蚀过程中随着Re、Cr含量变化腐蚀产物的变化规律，进而揭示Re在定向凝固镍基高温合金热腐蚀过程中的作用机制，为设计出满足海空环境下使用的高性能航空发动机的涡轮叶片材料，提供依据。

按照进度要求开展了项目的科研工作，顺利完成全部工作。公开发表了8篇论文，申请一项发明专利并联合培养了一名博士研究生，研究发现了一些相应的规律。研究合金凝固过程，发现Re的添加未影响合金的初凝和终凝温度，而增加Cr会降低合金的初凝和终凝温度，同时发现添加Re对Al、 Cr、 Co、Mo和Ta的偏析系数影响不大，但W的偏析系数显著减少。研究合金微观组织，发现增加Re，可以减缓MC型碳化物的退化速度。研究合金的热腐蚀行为，发现Re的加入可以显著提高合金的热腐蚀抗力，并分析了这一原因。一方面Re的加入可以在合金的热腐蚀初期，促进合金的加速氧化过程，有利于在合金的表面形成致密的氧化物保护层，从而提高合金的热腐蚀抗力。另一方面合金中的Re会在腐蚀过程中形成强酸性氧化物，从而来抵御合金的碱性熔融腐蚀，进而增强了合金的热腐蚀抗力。系统研究合金的综合性能，发现当合金中添加适当配比的Re和Cr，可以保证合金兼顾良好的抗热腐蚀性能和组织稳定性，为设计新型高强抗热腐蚀合金提供了一个新的思路。