航空发动机的性能与改进与镍基高温合金的发展密切相关。近日，我校机电工程学院先进功能材料团队在材料高温腐蚀领域取得重要进展：该团队系统研究了GH4096镍基合金在长时间（1000小时）高温氧化行为、热腐蚀行为和高低温交替腐蚀行为，揭示了其1000小时长周期腐蚀演变规律。该研究结果对于评估GH4096合金在海洋环境中的服役可靠性和安全性提供了重要理论依据。

相关成果“GH4096 superalloy high temperature oxidation and hot corrosion behaviors”（《GH4096镍基合金的高温氧化和腐蚀行为研究》）发表在Journal of Materials Research and Technology（中科院SCI二区，2023—2024年影响因子6.2）。王阿敏老师为第一作者，戴景杰教授为通讯作者，青岛滨海学院为第一作者和通讯作者单位，山东石油化工学院、北京钢研高纳科技股份有限公司、青岛丰东热处理有限公司为联合完成单位。

研究团队通过系统的实验研究，揭示了GH4096镍基合金在1000小时长周期腐蚀演变规律。合金在高温氧化和热腐蚀过程中，伴随着明显的Cr和Ti元素的外扩散。在750℃以下，合金表面氧化膜和腐蚀膜中Cr元素占据主导，表现出优异的抗高温氧化性能。随着温度的升高，Ti元素逐渐成为氧化膜和腐蚀膜的主导，其抗氧化性能下降。由于高温和腐蚀介质的共同作用，合金仅在650℃下NaCl/Na₂SO₄（5/95 wt.%）的腐蚀介质中表现出良好的抗热腐蚀性能。在650℃下NaCl/Na₂SO₄（25/75 wt.%）的腐蚀介质和750℃以上NaCl/Na₂SO₄（5/95 wt.%）和NaCl/Na₂SO₄（25/75wt.%）腐蚀介质中，合金均表现出较差的抗热腐蚀性能。高低温交替腐蚀过程中，盐雾腐蚀阶段，Cl^-对氧化膜产生局部腐蚀并在腐蚀破坏处聚集，部分氧化物发生溶解，随后Cl^-沿着氧化膜中的缺陷向内扩散至合金/氧化膜界面处，加速界面发生破坏以及氧化膜的剥落。

图1高温氧化过程中合金表面元素含量的变化规律

图2合金的高低温腐蚀过程中Cl-作用机理示意图

该研究获山东省自然科学基金重点项目（ZR2020KE052）、面上项目（ZR2021ME192）及山东省高校青创科技团队项目（2023KJ280）支持。(来源：机电工程学院 编辑/陈伟）

论文信息：Amin Wang, Jingjie Dai*, Rui Fu, Hongxia Zhang, Caixia Sun, Dan Li. GH4096 superalloy high-temperature oxidation and corrosion behaviors[J]. Journal of Materials Research and Technology（《材料研究与技术杂志》）, 2025, 36:7818-7831. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2025.04.290.