金属学报

作者：郭世佳, 李健乐, 袁圣云, 李志刚, 于连旭, 张勇

单位：1 南京理工大学 材料科学与工程学院 格莱特纳米科技研究所 南京 210094；2 江苏美特林科特殊合金股份有限公司 南京 211135；3 南京国重新金属材料研究院有限公司 南京 211135

关键词：第四代单晶高温合金,高温氧化,氧化动力学,氧化膜剥落,γ'相退化,

基金：国家自然科学基金项目(51601091);江苏省前沿引领技术基础研究重大项目(BK20222014);江苏省重点研发计划项目(BE2020085)

为了解决第四代镍基单晶高温合金W、Mo含量较高导致高温抗氧化性能下降的问题，本工作深入研究了一种稀土元素复合添加的新型第四代单晶高温合金在1100 ℃下的氧化行为和γ'相退化规律。结果表明，氧化前3 h时，样品表面迅速形成NiO层和不连续针状Al2O3层，并在NiO层下方形成一层稀土氧化膜。稀土氧化膜抑制O元素向内扩散与难熔金属元素反应形成尖晶石氧化物，降低尖晶石氧化物层的增厚速率，这有利于第二阶段(3~25 h)不连续针状Al2O3层向部分连续Al2O3层转变，减缓第三阶段(25~60 h)氧化增重下降阶段的发生。氧化100 h后，合金表面形成连续Al2O3层和NiAl2O4尖晶石层，有效阻止合金元素向外扩散和O元素向内扩散。此外，无γ'区厚度随着氧化时间的延长逐渐变大，但在无γ'区和合金内部并未发现拓扑密堆(TCP)相，说明合金在高温下具有良好的微观结构稳定性。

来源：2026年第2期

《金属学报》期刊编辑部

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