上海霆钢金属集团有限公司

高温合金（Superalloy） 是指以铁、 钴、 镍等元素为基体， 能在 760℃以上高 温环境及一定应力要求的工作条件中长期使用的合金材料。 高温合金在高温工作条件下具有很好的强度， 优异的抗高温氧化和抗高温热腐蚀性能以及良好的耐松弛等力学性能。 镍基高温合金是目前在航空航海领域应用最广泛的高温合金之一， 主要用于航空发动机、 舰艇和工业燃气轮机等的高温部位 。随着航空航海发动机和工业燃气轮机的迅速发展， 涡轮燃气轮机的使用温度不断提高。 为了延长燃气轮机的使用寿命， 必须提高其不同部件材料在高温环境下的各种性能。

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研究表明， 燃气轮机涡轮叶片失效， 如疲劳失效、 高温氧化和热腐蚀等均从部件表面开始。 特别是对于海洋环境中服役的燃气轮机， 由于燃油中的 S 元素在燃烧过程中被氧化， 继而与海洋气氛中的 NaCl 反应生成Na 2 SO 4 ， 在燃气轮机热端部件上形成一层熔融的盐膜， 从而破坏金属表面的氧化层，并加快了里层金属的氧化和硫化， 最终导致燃气轮机热端部件的早期失效。

材料的表面性能，如表面形貌、 显微硬度、 残余应力及微观组织等， 对材料 各项机械性能均有重要影响。 为了提高高温合金的表面性能， 延长其在苛刻 服役条件下的使用寿命， 研究人员研发出多种表面改性技术， 如表面熔覆、 表面镀膜、 表面渗碳、 表面热处理、 机械强化和激光喷丸等。 其中， 激光喷丸技术通过超短脉冲激光束， 与材料相互作用诱导冲击波压力进行材料表面改性。由于激光喷丸能够在材料表面形成一定深度的硬化层， 并使得晶粒发生细化，该技术可以延缓材料的热腐蚀速度， 从而提高服役人员的寿命。 然而目前通过激光喷丸技术来改善金属材料抗热腐蚀性能的研究还不多见， 对于其如何影响材料的热腐蚀过程的基础性原理还比较匮乏。 因此有必要详细地研究激光喷丸改善高温镍基合金的抗热腐蚀性能的机理。

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