活性元素Ti和Y共掺杂对CoNiCrAl合金抗氧化行为的影响研究
批准号:
52001182
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
杨亮
依托单位:
学科分类:
金属结构材料与力学行为
结题年份:
2023
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨亮
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中文摘要
本项目拟在CoNiCrAl合金基础上添加不同含量的活性元素Ti和Y,围绕Ti在微观组织中的多尺度分布规律、活性元素Ti和Y与氧化物栓的相互作用、Ti和Y对合金抗氧化性提高的协同作用和添加准则等关键科学问题开展研究。基于理论计算(热动力学和第一性原理等)和实验表征(三维原子探针和扫描俄歇纳米探针等),研究Ti在CoNiCrAlY合金微观组织中的多尺度分布状态。建立基于相场方法的氧化预测模型,计算模拟合金氧化过程中氧的扩散/偏聚、氧化栓形核/长大、合金相的演化和应力分布等热动力学耦合过程,探索它们之间的相互作用规律。明确Ti和Y添加对氧化栓特征及氧化层粘结性的影响,构建活性元素Ti和Y的添加准则,为CoNiCrAl合金抗氧化性能优化提供理论指导。本项目研究结果将为未来MCrAlY合金的活性元素改性提供理论支撑,以提高航空发动机高温粘结层材料的本征性能。
英文摘要
With different content of reactive elements Ti and Y added in CoNiCrAl alloy, the multi-scale distribution of Ti in microstructure, the interactions between Ti and Y addition and the features of oxide pegs, their synergistic effect on the oxidation resistance of CoNiCrAl alloy will be investigated. Combining computational calculations (thermodynamics and first principle calculations) and experimental characterization with 3-D atom probe and scanning auger nano-probe, multi-scale Ti distribution in microstructure will be investigated. An oxidation prediction model on the basis of phase field theory will be developed so that diffusion and segregation of oxygen, nucleation and growth of oxide pegs, evolution of phases in alloy and stress distribution during the oxidation process will be simulated, and their interactions will also be systematically analyzed. The effect of Ti and Y addition and the principle on the features of oxide pegs and cohesiveness of scale will be revealed, and a theoretical guide for rational Ti and Y addition will thus be provided to improve oxidation resistance of CoNiCrAl alloy. This project will provide theoretical foundation for future modification by reactive elements addition in MCrAlY alloy and make contribution to improve intrinsic properties of high-temperature bond coat materials for airspace engine.
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DOI:10.11900/0412.1961.2020.00222
发表时间:2021
期刊:金属学报
影响因子:--
作者:杨亮;吕皓天;万春磊;巩前明;陈浩;张弛;杨志刚
通讯作者:杨志刚
DOI:10.1007/s11661-023-06968-3
发表时间:2023-02
期刊:Metallurgical and Materials Transactions A
影响因子:--
作者:L. Fan;Haokai Dong;Liang Yang;Zhigang Yang-;Hao Chen
通讯作者:L. Fan;Haokai Dong;Liang Yang;Zhigang Yang-;Hao Chen
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