获奖项目名称：

长寿命高温合金耐蚀设计理论与腐蚀失效机理研究

第一完成单位：

西北工业大学

项目联系人：

徐雅欣

联系人电话：

15710443557

联系人邮箱：

Xu.yaxin@nwpu.edu.cn

项目简介：

 高温合金不仅是航空航天领域高度依赖的热端材料，还因其优良的耐腐蚀、抗疲劳性能而被扩展应用到核电、火电和石化等领域。上述领域高温合金装备构件通常有长时服役的需求，其设计寿命往往以10年甚至20年为单位。高温服役环境带来的腐蚀和失效问题在较长的时间维度上无法再被忽视，例如高效核电火电技术中，高温熔盐、玻璃熔体、气固两相腐蚀介质等复杂的工况条件对规模化应用高温合金部件提出了高温、高强、耐蚀以及长效服役的严苛需求；同时，部件在高温环境与应力耦合作用下的腐蚀失效问题日益严峻，亟待研发更高等级的耐热材料。上述复杂的高温服役环境对高温合金成分设计与腐蚀失效机理的研究已成为高温应用领域所面临的共性需求。因此，在高温部件合金设计阶段就需要引入耐蚀设计策略，并针对多环境因素下的腐蚀失效机理进行研究，以便在高温服役环境下具备安全、长效服役的可能性。

  然而，现有研究鲜有关注元素复合添加对腐蚀性能的影响，在活性元素或第三组元效应温域拓展、以及“环境”与“应力”耦合作用下的腐蚀失效机理等方面存在理论空白。项目团队围绕长寿命高温合金安全服役共性问题，从高温合金耐蚀设计和服役可靠性相关的“复合元素协同作用”、“微量元素活性效应”和“多因素耦合腐蚀失效”这三方面入手：建立了长时服役环境的高温合金复合元素耐蚀设计理论与新方法，拓展了高温合金中微量活性元素效应的中温应用范畴并将其应用于高温防护涂层的设计，并解决了高温服役背景下高温合金部件在多环境因素耦合应力作用下的可靠性预测难题。

  该成果形成了长寿命高温合金耐蚀设计和应力-腐蚀失效理论体系，具有极其重要的理论价值，产生了重要的学术影响。研究成果在本领域国内外知名期刊Corro. Sci.、J. Mater. Sci. Technol.、Surf. Coat. Technol.、中国腐蚀与防护学报、材料工程等共发表论文80余篇，其中SCI收录60余篇，授权专利8件（1项成功实现成果转化），参编防护涂层相关专著和教材各1部。成果得到了本领域权威学者及同行的广泛认可，5篇代表作他引次数为281，其中报道“Nb元素效应”的2篇原创性论文[Corro. Sci., 127 (2017) 10-20和Corro. Sci., 140 (2018) 252–259]被中、印、澳、德、日、韩等多个国家的同行广泛应用，国际权威同行、Corrosion Science主编、澳大利亚新南威尔士大学David Young教授团队在高温腐蚀权威期刊[Corro. Sci. 173 (2020) 108777]、[Oxid. Met. (2020) 94:219–233]相继对该项目研究成果给予引用和推荐研究结论。