高温合金高温腐蚀行为课题申报书

高温合金高温腐蚀行为课题申报书一、封面内容

高温合金高温腐蚀行为课题申报书

项目名称：高温合金高温腐蚀行为及机理研究

申请人姓名及联系方式：张明，研究邮箱：zhangming@

所属单位：中国科学院金属研究所高温材料与器件重点实验室

申报日期：2023年10月26日

项目类别：应用基础研究

二．项目摘要

高温合金作为航空发动机、燃气轮机等关键高温部件的核心材料，其高温腐蚀性能直接影响服役寿命和系统可靠性。本项目旨在系统研究典型镍基高温合金（如Inconel625、GH4169）在复杂腐蚀介质（含硫、氮、氯离子的燃气气氛）下的腐蚀行为及机理，重点关注氧化膜的形成与演化、元素迁移规律以及腐蚀与蠕变耦合效应。研究将采用高温静态腐蚀、循环加载腐蚀及原位表征技术（如AES、XPS、TEM），结合第一性原理计算与宏观动力学分析，揭示腐蚀过程中活性元素的浸出机制、晶界偏析行为及界面反应特征。预期成果包括：建立高温合金高温腐蚀的定量模型，阐明关键腐蚀敏感元素的调控机制，提出抗腐蚀性能提升的冶金策略，为新一代高温合金的设计与优化提供理论依据和技术支撑。本项目的实施将深化对高温合金腐蚀机理的理解，提升材料在极端工况下的服役性能，对保障航空航天领域关键装备的安全可靠运行具有重要意义。

三.项目背景与研究意义

高温合金因其优异的高温强度、抗蠕变性及耐氧化性，已成为现代航空发动机、燃气轮机、核电等领域不可或缺的关键材料。这些部件在服役过程中长期处于高温（通常在700°C至1000°C以上）及复杂气氛（如富含水蒸气、二氧化碳、硫化物、氮化物的燃气）的环境中，不可避免地会遭受高温腐蚀的侵蚀，这是限制其使用寿命和系统可靠性的核心问题之一。高温腐蚀不仅导致材料重量增加、尺寸变化，更严重的是引发腐蚀坑、晶间裂纹等缺陷，进而降低结构承载能力，甚至导致灾难性失效。因此，深入理解和精确预测高温合金的高温腐蚀行为，开发具有更高抗腐蚀性能的新型合金材料，以及制定有效的防护策略，一直是材料科学与工程领域的核心研究议题，对于提升国家在航空航天、能源等战略产业中的核心竞争力具有至关重要的意义。

当前，高温合金高温腐蚀研究领域已取得显著进展，特别是在腐蚀机理的探索、新型抗腐蚀合金的研制以及表面防护技术的开发方面。研究者们普遍认识到，高温合金的腐蚀过程是一个涉及氧化、硫化、氮化、碳化等多种反应耦合的复杂物理化学过程。氧化是高温腐蚀最基本的形式，形成的氧化膜结构、致密性及与基体的结合强度是决定合金抗氧化性能的关键因素。对于镍基高温合金，铬是主要的抗氧化元素，通过在表面形成富铬氧化物（如Cr₂O₃）来提供保护。然而，当气氛中存在硫、氯等活性元素时，氧化膜的结构和稳定性将受到严重破坏，易形成低熔点、脆性的硫化物（如Ni₃S₂、Cr₂S₃），导致氧化膜破裂，腐蚀急剧加速，这种现象通常被称为高温氧化-硫化协同腐蚀或应力腐蚀。此外，合金中的其他元素，如钼（Mo）、钨（W）、铝（Al）、硅（Si）等，也能在一定程度上增强抗腐蚀性能，但其作用机制各不相同。

尽管研究取得了一定成果，但高温合金高温腐蚀领域仍面临诸多挑战和亟待解决的问题。首先，实际服役环境的高度复杂性和动态性使得腐蚀过程难以精确模拟。高温合金在燃气轮机等设备中往往承受着高温与高应力（蠕变）的耦合作用，这种耦合效应对腐蚀行为的影响机制尚不完全清楚，现有研究多集中于静态或准静态腐蚀，对动态载荷、温度循环、气氛波动等综合因素作用下腐蚀行为的认知仍显不足。其次，现有抗腐蚀合金的设计往往依赖于经验规律和简单的元素添加，对腐蚀过程中元素在微观尺度（原子级）的迁移行为、晶界处的偏析规律及其对腐蚀敏感性影响的认识尚浅。例如，晶界区域的元素富集或贫化如何影响氧化膜的连续性和稳定性，活性元素（如镍）沿晶界的浸出路径和速率如何受合金成分、微观结构和服役条件的调控，这些问题亟待通过先进的原位表征技术和理论计算手段进行深入探究。再者，对于不同合金体系（如钴基、铁基高温合金）在特定腐蚀介质下的行为差异，以及合金微观结构（晶粒尺寸、相组成、析出相形态与分布）对腐蚀行为的影响规律，仍需系统性的比较研究和机理阐释。最后，现有腐蚀模型的预测精度有待提高，尤其是在考虑合金成分优化、微观结构调控以及多场耦合（高温、应力、腐蚀）交互作用时，亟需发展更精确、更普适的腐蚀动力学模型和机理预测方法。

因此，深入开展高温合金高温腐蚀行为及机理的研究具有重要的理论必要性和现实紧迫性。通过系统研究，有望揭示腐蚀过程中的关键控制因素和微观机制，为高温合金的成分设计、微观结构优化提供科学依据，推动高性能抗腐蚀高温合金的研发，延长关键装备的使用寿命，降低维护成本，保障能源安全和国防建设，同时促进材料科学基础理论的进步。

本项目的研究意义主要体现在以下几个方面：

社会价值方面，高温合金是保障国家能源战略安全、推动航空航天产业发展的关键材料。随着我国航空发动机、燃气轮机等战略产业的快速发展，对高性能高温合金的需求日益迫切。本项目通过深入研究高温合金的高温腐蚀行为及机理，开发新型抗腐蚀材料，有助于提升我国在高端装备制造领域的自主创新能力，摆脱关键材料依赖，保障产业链供应链安全稳定，为国家经济社会的可持续发展提供重要支撑。研究成果的应用将直接服务于航空航天、能源动力等关键领域，提升我国重大装备的性能和可靠性，增强国家综合实力和国际竞争力。

经济价值方面，高温合金属于高附加值材料，其研发和生产成本高昂。本项目通过优化合金设计、提高材料利用率、延长使用寿命，可以显著降低材料成本和运维费用，产生巨大的经济效益。例如，发动机涡轮叶片等关键部件寿命的延长，可以大幅减少更换频率，降低飞机的运营成本，提高航班准点率。同时，新型抗腐蚀高温合金的研发将拓展材料的应用领域，为相关产业带来新的增长点，促进产业结构升级和技术进步。

学术价值方面，高温合金高温腐蚀是一个涉及多物理场耦合（高温、应力、腐蚀）、多尺度（原子、纳米、宏观）的复杂科学问题，涉及物理化学、材料科学、力学等多个学科交叉领域。本项目的研究将深化对高温合金腐蚀机理的理解，揭示元素迁移、界面反应、微观结构演变等关键科学问题，推动相关理论和方法的发展。例如，通过原位表征技术和理论计算，可以揭示腐蚀过程中电子结构、原子键合变化以及微观结构动态演化规律，为理解材料在极端环境下的行为提供新的视角和理论工具。此外，本项目将发展的腐蚀模型和预测方法，不仅适用于高温合金，也为其他高温结构材料的服役行为预测提供了方法论借鉴，具有重要的学术贡献。通过解决高温腐蚀这一长期存在的科学难题，将推动材料科学基础研究的深入发展，培养高层次科研人才，提升研究机构在国际学术舞台的影响力。

四.国内外研究现状

高温合金高温腐蚀行为及机理的研究是全球材料科学与工程领域的重要前沿课题，国内外学者在此领域已开展了大量工作，并取得了丰硕的成果。从宏观腐蚀动力学角度，研究者们普遍关注高温合金在典型氧化气氛（如空气、含水蒸气的惰性气体）下的氧化行为。早期的研究主要集中在描述腐蚀速率随温度、气氛成分和时间的变化规律，并建立了多种腐蚀模型，如阿伦尼乌斯方程描述氧化ActivationEnergy，以及基于质量作用定律的宏观腐蚀动力学模型。在此基础上，双相模型（parabolicratelaw）被广泛用于预测高温合金的氧化寿命，该模型假设氧化膜生长控制步骤为化学反应或扩散过程，并根据实验数据确定模型参数。针对镍基高温合金，研究者发现铬是决定抗氧化性能的关键元素，其含量和分布直接影响氧化膜的结构和致密性。许多工作致力于通过添加Cr、Al、Si、Ti等形成保护性氧化膜元素的合金设计，并系统研究了这些元素对氧化速率、氧化膜结构和热稳定性的影响。例如，研究表明，Al₂O₃和Cr₂O₃的混合氧化物或单独的Cr₂O₃膜具有较好的抗氧化性。同时，研究者也关注合金中其他元素如钼（Mo）、钨（W）、钽（Ta）、铼（Re）等对高温抗氧化性的强化机制，认识到这些元素能在高温下形成更稳定、更致密的氧化物（如MoO₂、WO₃、Ta₂O₅、ReO₃），或通过固溶强化、改变晶界结构等方式间接提高抗氧化性。

然而，实际服役环境往往远比理想氧化气氛复杂，特别是含有硫、氯、氮等活性元素的高温腐蚀问题备受关注。高温硫化是导致镍基高温合金严重腐蚀破坏的主要因素之一。研究表明，当气氛中存在硫时，即使硫含量很低（ppm级别），也会显著加速合金的腐蚀速率，并导致形成低熔点、脆性的金属硫化物。国内外学者对高温合金的硫化机理、腐蚀产物（如Ni₃S₂、Ni₃S、Cr₂S₃、MoS₂等）的物相结构、生长特征及其与基体的结合强度进行了深入研究。研究发现，硫化物倾向于沿晶界析出或从晶界向外生长，严重破坏了氧化膜的连续性和完整性，导致腐蚀沿晶界扩展。通过添加Mo、W、V等元素可以增强合金的抗硫腐蚀性能，其机理通常被认为是这些元素形成的硫化物熔点较高，或者能形成更稳定的复合氧化物-硫化物膜，或者能阻碍活性硫向内扩散。高温氯化腐蚀同样对高温合金构成严重威胁，尤其是在含氯化物的海洋环境或某些工业气氛中。研究指出，氯离子具有很高的化学活性，能优先吸附在合金表面，并迅速向基体内部扩散，导致点蚀或沿晶界腐蚀。Cr是提高抗氯腐蚀性能的关键元素，形成的Cr₂O₃具有较好的抗氯离子侵蚀能力。此外，Al、Si、Ti等元素形成的氧化物也能提供一定的抗氯腐蚀能力。值得注意的是，高温合金的氧化和硫化往往不是独立发生的过程，而是相互促进、协同作用的。例如，硫化物相的生成会降低氧化膜的致密性，为氧气等腐蚀介质的存在提供了通道；而氧化过程也可能影响硫化物的稳定性和生长行为。这种氧化-硫化协同腐蚀机制更为复杂，是当前研究的热点和难点之一。

在微观机理研究方面，随着分析测试技术的发展，研究者能够深入到原子和纳米尺度探究高温腐蚀过程。扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等形貌观察技术被广泛用于分析腐蚀后合金的表面形貌、腐蚀产物膜的微观结构、缺陷特征以及元素分布变化。X射线光电子能谱（XPS）、俄歇电子能谱（AES）、二次离子质谱（SIMS）等表面分析技术能够探测腐蚀层与基体界面处元素的化学状态、价态变化以及元素（特别是活性元素）的分布和迁移行为。例如，XPS研究可以揭示Cr在腐蚀过程中从Cr³⁺到Cr⁶⁺的价态变化，以及Al、Si等元素在氧化膜中的存在形式。SIMS则能够提供元素在腐蚀层和基体中纵向和横向的深度分布信息，揭示活性元素（如Ni）沿晶界的浸出路径和扩散机制。原位观察技术如高温原位拉伸腐蚀、高温原位X射线衍射（PXRD）、原位TEM等，使得研究人员能够在接近实际服役条件的条件下，实时监测腐蚀过程中表面形貌、结构、相组成以及元素分布的变化，为揭示腐蚀动力学机制和微观演化规律提供了有力工具。例如，通过原位TEM可以观察到氧化膜在生长过程中微观结构的演变、析出相与氧化膜/基体的相互作用、以及晶界区域的元素迁移和偏析过程。

在理论计算与模拟方面，第一性原理计算（如DFT）被用于研究高温合金表面元素吸附、化学反应的活化能、氧化物的电子结构、以及合金中元素迁移的势垒等原子尺度的过程。这有助于从本质上理解腐蚀的初始步骤和关键控制环节。基于相场模型、扩散模型、元胞自动机模型等的数值模拟方法也被发展起来，用于预测腐蚀层的发展、元素扩散路径、以及腐蚀与蠕变等耦合效应。这些计算模拟方法能够弥补实验研究的不足，提供更深入的微观机制洞察，并为合金设计和工艺优化提供理论指导。

尽管国内外在高温合金高温腐蚀领域取得了巨大进展，但仍存在一些尚未解决的问题和研究空白。首先，对于高温合金在极端复杂环境（如高温、应力、腐蚀多场耦合，气氛成分快速变化、存在微量有害杂质等）下的腐蚀行为和机理的认识仍显不足。特别是应力腐蚀、腐蚀疲劳以及高温氧化-硫化-氯化等多重协同腐蚀机制及其对材料断裂行为的影响，需要更系统深入的研究。其次，现有腐蚀模型的预测精度和普适性有待提高。许多模型是基于特定合金和简单气氛条件下的实验数据建立的，难以准确预测成分复杂、微观结构多样的合金在复杂实际工况下的腐蚀行为。需要发展能够综合考虑合金成分、微观结构、服役条件（温度、应力、气氛）等因素的、基于物理机理的、更精确的腐蚀预测模型。第三，微观机理研究仍需深化。尽管原位表征技术取得了长足进步，但要完全揭示活性元素在复杂腐蚀过程中的原子尺度迁移路径、晶界偏析的动态演化规律、析出相与腐蚀膜相互作用的确切机制等，仍面临巨大挑战。第四，理论计算与实验的结合需要进一步加强。DFT等计算方法虽然能提供原子尺度的细节，但其计算成本较高，且与宏观实验现象的关联有时不够直接。如何将计算模拟得到的微观机制有效地与宏观腐蚀行为联系起来，形成从原子到宏观的跨尺度理解，是当前面临的重要课题。第五，对于新型合金体系（如高熵合金、非晶高温合金）以及表面/界面工程（如采用先进涂层、自修复涂层）提高高温合金抗腐蚀性能的研究尚处于起步阶段，需要更多探索性的工作。因此，本项目的开展将聚焦于上述研究空白，通过系统实验、先进表征和理论计算，旨在揭示高温合金在复杂环境下的高温腐蚀行为和微观机制，发展更精确的预测模型，为高性能抗腐蚀高温合金的设计与开发提供坚实的科学基础。

五.研究目标与内容

本项目旨在系统研究典型镍基高温合金在复杂腐蚀介质（模拟实际服役气氛，含硫、氮、氯等活性元素）下的高温腐蚀行为及机理，重点关注腐蚀过程的关键控制因素、微观机制以及腐蚀与蠕变等服役因素的耦合效应，最终目标是开发抗腐蚀性能增强的冶金策略和理论指导。基于此，项目设定以下研究目标：

1.**系统评价典型镍基高温合金在模拟复杂高温腐蚀介质下的宏观腐蚀行为和寿命预测模型。**明确不同合金在含硫、氮、氯等活性元素气氛下的腐蚀速率、腐蚀类型（均匀腐蚀、点蚀、沿晶腐蚀等）演变规律，建立考虑气氛成分、温度、时间等因素的宏观腐蚀动力学模型。

2.**揭示高温合金在复杂腐蚀介质中的微观腐蚀机理，重点关注活性元素（Ni、Cr、Mo等）的迁移行为、晶界偏析规律及其对腐蚀敏感性的影响。**通过先进的原位和非原位表征技术，追踪腐蚀过程中表面形貌、腐蚀产物膜结构、元素分布（特别是沿晶界）以及微观结构（析出相）的动态演变。

3.**阐明高温氧化与硫化/氯化等协同腐蚀的微观机制，揭示复合腐蚀产物的形成、结构特征及其与基体的相互作用。**深入研究不同活性元素在协同腐蚀过程中的相互作用，确定协同腐蚀的关键路径和速率控制步骤，分析复合腐蚀产物膜的致密性、结构完整性和断裂行为。

4.**探究高温腐蚀与蠕变耦合效应对合金性能的影响机制，特别是对损伤累积和断裂行为的影响。**研究在高温蠕变和腐蚀联合作用下，合金的应力腐蚀敏感性、腐蚀疲劳特性以及蠕变损伤与腐蚀损伤的相互作用规律。

5.**基于对腐蚀机理的理解，提出抗腐蚀性能增强的合金设计原则和微观结构调控策略。**识别影响抗腐蚀性能的关键元素和微观结构因素，提出合金成分优化方案和热处理工艺建议，并通过实验验证其有效性。

基于上述研究目标，项目将开展以下详细研究内容：

1.**高温合金腐蚀行为系统评价与模型建立：**

***研究问题：**不同镍基高温合金（如Inconel625,GH4169,以及成分梯度或添加了特定强化元素的新设计合金）在模拟实际燃气轮机环境（如含H₂O,CO₂,SO₂,NOx,Cl⁻等的混合气氛）下的高温静态腐蚀和循环加载腐蚀行为有何差异？腐蚀速率和寿命受哪些因素（气氛成分、温度、应力）的调控？如何建立准确的腐蚀寿命预测模型？

***假设：**合金对复杂气氛的敏感性不仅取决于单一活性元素含量，更与元素间的协同作用、气氛中毒物的相对浓度以及应力状态有关。存在描述协同腐蚀和应力耦合腐蚀行为的物理机理模型。

***研究内容：**设计并制备多种研究用合金样品。采用高温静态腐蚀实验，在程序控温炉中，于不同温度（覆盖合金典型服役温度范围）和不同成分的模拟腐蚀气氛中进行腐蚀试验，系统评价合金的失重腐蚀速率、表面形貌变化（SEM）、腐蚀产物组成与物相（XRD,EDX）。开展高温循环加载腐蚀实验，模拟实际服役中的应力循环，研究应力对腐蚀行为的影响。基于实验数据，建立和验证高温合金在复杂腐蚀介质下的宏观腐蚀动力学模型（如改进的双相模型、应力腐蚀模型等），预测合金的服役寿命。

2.**高温腐蚀微观机理研究：**

***研究问题：**高温腐蚀过程中，合金中的活性元素（如Ni）如何从基体迁移到表面并富集在腐蚀产物膜/基体界面或沿晶界？元素（如Cr,Mo）的偏析行为如何影响腐蚀产物的结构、稳定性和致密性？原位条件下腐蚀膜的演化过程是怎样的？

***假设：**活性元素的迁移受扩散控制，其路径与合金微观结构（晶界、相界、析出相）密切相关。元素偏析是形成特定腐蚀产物相（如金属硫化物、氮化物）或导致沿晶腐蚀的关键因素。腐蚀膜的形成和破坏是一个动态平衡过程，受元素迁移和界面反应的协同控制。

***研究内容：**利用高分辨率SEM、TEM等手段，系统分析腐蚀前后合金表面的微观形貌、腐蚀坑特征、腐蚀产物膜的厚度、物相组成和分布。采用XPS、AES、EDX、SIMS等表面分析技术，原位或非原位地研究腐蚀过程中元素（特别是Ni,Cr,Mo,S,Cl等）在表面、腐蚀膜和基体中的化学状态和空间分布变化，重点关注沿晶界的元素富集或贫化行为。结合原位高温拉伸实验和原位观察技术（如原位SEM、原位TEM），实时监测腐蚀过程中表面形貌和元素分布的动态变化，揭示腐蚀的微观机制。

3.**高温氧化-硫化/氯化协同腐蚀机制研究：**

***研究问题：**在含硫和/或氯的气氛中，高温合金的氧化过程如何被硫化或氯化所中断或加速？形成的复合腐蚀产物（如氧化物-硫化物混合层）的结构、稳定性如何？这些产物的形成对合金的最终腐蚀行为有何影响？

***假设：**活性硫/氯离子优先吸附并扩散进入氧化膜或直接与基体反应，导致氧化膜局部破坏或形成低熔点、脆性的腐蚀产物。形成的复合腐蚀产物层的结构不均匀性是导致合金沿晶腐蚀破坏的主要原因。协同腐蚀的速率受控于活性元素在膜/基体界面处的反应动力学。

***研究内容：**设计不同硫、氯含量的模拟腐蚀气氛，系统研究合金的协同腐蚀行为。通过SEM、TEM、XRD、EDX、XPS等手段，详细表征复合腐蚀产物的微观结构、物相组成、元素分布以及与基体的结合强度。研究不同合金成分对形成稳定、连续的复合腐蚀产物膜的能力的影响。尝试通过添加能形成稳定氧化物或能与硫化物/氯化物形成稳定复合物的元素，抑制协同腐蚀的发生。

4.**高温腐蚀与蠕变耦合效应研究：**

***研究问题：**高温蠕变应力如何影响合金表面腐蚀的启动和速率？腐蚀损伤（如点蚀、沿晶裂纹）如何与蠕变损伤（如孔洞聚集、微孔洞连接）相互作用，影响合金的蠕变寿命和断裂模式？

***假设：**蠕变应力可以促进腐蚀介质的侵入，加速腐蚀过程。腐蚀产生的微裂纹或疏松区域可以作为蠕变微孔洞的形核点或扩展通道，加速蠕变损伤的累积，导致合金的蠕变-腐蚀协同破坏。

***研究内容：**开展高温蠕变-腐蚀联合作用实验，例如在腐蚀气氛中进行高温蠕变试验，或在蠕变试验中周期性中断加载进行腐蚀。研究联合作用下的合金力学性能（应力应变曲线）、微观演变（SEM,TEM）以及断裂行为（断口分析）。建立描述腐蚀与蠕变耦合损伤演化规律的模型，评估耦合效应对合金蠕变寿命的影响。

5.**抗腐蚀性能增强的冶金策略研究：**

***研究问题：**如何通过优化合金成分（如调整Cr、Mo、W、Al、Si含量，或添加新型合金元素如V、Nb、Ta、Re等）和微观结构（如细化晶粒，调控γ'相尺寸、形态和分布）来提高高温合金的抗腐蚀性能？其作用机制是什么？

***假设：**通过优化合金成分，可以改善表面保护膜的形成和稳定性，抑制活性元素的迁移和偏析，或形成更致密、更抗渗透的复合腐蚀产物膜。通过细化晶粒和优化析出相特征，可以阻碍腐蚀沿晶界的扩展，提高合金的整体抗腐蚀均匀性。

***研究内容：**基于前期对腐蚀机理的理解，设计并制备一系列成分梯度或成分优化的高温合金样品，以及采用不同热处理工艺（如控制晶粒尺寸、析出相特性）制备的样品。系统评价这些样品在模拟复杂高温腐蚀介质下的抗腐蚀性能。利用先进的表征技术（如EDXElementalMapping,EBSD,TEM）分析成分和微观结构对腐蚀行为的影响规律。提出具体的抗腐蚀性能增强的合金设计原则和热处理工艺建议，并进行初步的验证实验。

六.研究方法与技术路线

为实现项目设定的研究目标，本项目将采用一系列先进的研究方法和技术手段，涵盖材料制备、高温腐蚀实验、微观结构表征、原位观测、理论计算以及数据分析建模等方面。具体研究方法、实验设计、数据收集与分析方法如下：

1.**研究方法与实验设计：**

***材料制备与处理：**选用Inconel625、GH4169等典型的商业镍基高温合金作为基础研究材料。根据需要，制备成分梯度合金或通过调整常规合金成分（如改变Cr/Mo比、添加V、W、Nb等）设计候选抗腐蚀合金。采用常规的真空电弧熔炼或高频感应熔炼制备合金铸锭，随后进行热加工（锻造或轧制）和热处理（固溶、时效）以获得合适的微观结构。所有制备的合金样品均需进行严格的成分分析和微观结构表征，确保实验起点的一致性。

***高温静态腐蚀实验：**在管式炉或高温反应釜中进行。设计模拟实际燃气轮机排烟气氛的复合腐蚀介质，主要包括N₂基体，并添加H₂O、CO₂、SO₂、NOx、HCl等气体，控制气氛的相对湿度和各组分浓度。设定不同的试验温度（例如600°C-900°C）和保温时间。采用精确控制的失重法测定合金的腐蚀速率。腐蚀前后，采用扫描电子显微镜（SEM）观察腐蚀形貌，分析腐蚀类型和程度；采用X射线衍射（XRD）分析腐蚀产物的物相组成；采用能量色散X射线光谱（EDX）进行元素面扫描或点分析，确定腐蚀产物膜的元素分布和基体元素损耗情况；采用X射线光电子能谱（XPS）分析腐蚀产物膜的元素化学态和表面元素组成。

***高温循环加载腐蚀实验：**在高温蠕变/疲劳试验机上进行。将合金样品置于模拟腐蚀气氛中，同时施加循环应力或恒定应力载荷。控制应力幅值、平均应力、频率和温度。通过定期取样，结合SEM、XRD、EDX、XPS等手段，研究循环加载条件下合金的腐蚀行为演变、损伤模式以及腐蚀产物与应力腐蚀开裂的关系。

***微观结构表征：**利用场发射SEM、透射电子显微镜（TEM）及其附带的选区电子衍射（SAED）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、能量色散X射线光谱（EDX）和电子背散射衍射（EBSD）等技术，系统分析合金的初始微观结构（晶粒尺寸、相组成、析出相的尺寸、形态、分布）以及腐蚀过程中的微观结构演变（析出相的变化、腐蚀产物的微观结构、晶界状态）。

***原位表征技术：**尝试利用原位高温SEM或原位TEM等技术在接近服役条件的环境下，实时或准实时地观察腐蚀过程中合金表面形貌、腐蚀膜的生长与破坏、元素分布变化以及微观结构动态演变，获取腐蚀的动态信息。

***理论计算与模拟：**采用第一性原理计算（DFT）研究表面吸附、化学反应机理、元素迁移势垒、界面结合能等原子尺度的过程。基于相场模型、扩散模型或元胞自动机模型等，结合实验数据，数值模拟腐蚀层的生长、元素扩散路径以及腐蚀与蠕变的耦合行为，发展预测模型。

2.**数据收集与分析方法：**

***数据收集：**系统记录所有实验的详细条件（温度、时间、气氛成分、应力状态等）和测量结果（腐蚀失重、微观结构参数、力学性能数据、原位观察现象等）。制备高质量的实验样品，并获取高分辨率的像、谱和衍射数据。对计算模拟结果进行细致的物理解释。

***数据分析：**

***宏观腐蚀数据：**利用失重数据计算腐蚀速率，绘制腐蚀速率-时间曲线，拟合腐蚀动力学模型（如线性、对数、幂律或改进的双相模型），评估不同合金和不同条件下的腐蚀敏感性差异。

***微观结构数据：**利用SEM、TEM像进行定量分析，如测量晶粒尺寸、析出相尺寸与分布、腐蚀坑深度等。利用EDX进行元素定量分析，计算元素偏析程度。利用EBSD分析晶粒取向分布和晶界特征。利用XRD分析物相组成和结晶度。利用XPS分析元素化学态和表面组成。

***耦合效应数据：**对比分析静态腐蚀、循环加载腐蚀以及蠕变-腐蚀联合作用下合金的腐蚀行为和微观结构差异，识别耦合效应对损伤模式的主导作用。

***理论计算数据：**对DFT计算结果进行电子结构分析和反应路径分析。对模拟结果进行模型参数标定和模型验证，评估模型的预测能力和物理意义。

***综合分析：**结合宏观腐蚀数据、微观结构演变、原位观测结果和理论计算分析，综合阐释高温合金在复杂腐蚀介质下的腐蚀行为和微观机制，揭示关键控制因素和作用规律。

**技术路线：**

本项目的研究将遵循以下技术路线，分阶段实施：

1.**第一阶段：基础研究与现状评估(预计6个月)**

***关键步骤：**

*采购或制备研究所需的Inconel625、GH4169等基础合金样品，并进行详细的成分和微观结构表征。

*设计并搭建高温静态腐蚀实验装置，制备模拟实际服役气氛的复合腐蚀介质。

*开展基础合金在代表性模拟气氛下的高温静态腐蚀实验，测定腐蚀速率，初步评估腐蚀行为。

*利用先进表征技术（SEM,TEM,XRD,XPS等）系统分析腐蚀产物的结构和组成。

*文献调研，梳理国内外高温合金腐蚀领域的研究现状、存在问题及发展趋势。

2.**第二阶段：微观机理与协同腐蚀研究(预计12个月)**

***关键步骤：**

*在第一阶段基础上，进一步系统研究不同合金在多种气氛成分和温度下的腐蚀行为差异。

*利用高分辨率SEM、TEM、EDX、SIMS（如有条件）等手段，深入探究腐蚀过程中活性元素的迁移路径、晶界偏析规律及其对腐蚀敏感性的影响。

*开展高温氧化-硫化/氯化协同腐蚀实验，利用先进表征技术详细表征复合腐蚀产物的结构、稳定性及其与基体的相互作用。

*进行高温原位腐蚀实验（如原位SEM），获取腐蚀过程的动态信息。

*开展理论计算，如DFT计算表面反应机理和元素迁移势垒。

3.**第三阶段：耦合效应与抗腐蚀策略探索(预计12个月)**

***关键步骤：**

*开展高温循环加载腐蚀实验，研究应力对腐蚀行为的影响，以及腐蚀与疲劳的耦合作用。

*开展高温蠕变-腐蚀联合作用实验，研究耦合效应对合金损伤累积和断裂行为的影响。

*基于对腐蚀机理的理解，设计并制备成分梯度或成分优化的新型合金样品，以及采用不同热处理工艺的样品。

*系统评价新型合金样品的抗腐蚀性能，并结合微观结构分析，探索抗腐蚀性能增强的冶金策略。

4.**第四阶段：模型建立与总结(预计6个月)**

***关键步骤：**

*基于实验数据和理论计算结果，建立和验证高温合金在复杂腐蚀介质下的宏观腐蚀动力学模型和微观机理模型。

*整理分析所有实验数据和研究成果，撰写研究论文、项目报告和结题报告。

*提炼项目的主要发现和创新点，提出未来研究方向和建议。

通过上述研究方法和技术路线，本项目将系统深入地研究高温合金的高温腐蚀行为及机理，预期取得具有理论创新性和实用价值的研究成果，为高性能抗腐蚀高温合金的设计、开发和应用提供坚实的科学依据和技术支撑。

七．创新点

本项目拟在高温合金高温腐蚀行为及机理研究方面开展系统深入的工作，旨在突破现有研究的局限，取得一系列具有理论深度和应用价值的创新成果。项目的创新性主要体现在以下几个方面：

1.**研究视角的综合性创新：聚焦复杂服役环境下的多场耦合腐蚀行为。**现有研究往往侧重于单一高温氧化或简单气氛（如纯氧、含硫或含氯）下的腐蚀行为，而实际高温合金部件服役环境极为复杂，通常同时存在高温、应力（蠕变、疲劳）、腐蚀（氧化、硫化、氯化等多种活性元素耦合）等多种因素。本项目将**首次系统地**将高温合金的腐蚀行为研究置于**高温-应力-腐蚀（特别是氧化-硫化/氯化协同）多场耦合**的框架下进行，旨在揭示这种复杂耦合环境对腐蚀过程、微观机制以及最终材料性能（特别是损伤累积和断裂行为）的**独特影响和交互作用机制**。这超越了传统单一因素研究的范畴，更能反映实际工况下的真实情况，研究成果将为高温合金在极端条件下的安全可靠应用提供更可靠的依据。

2.**研究方法的先进性与互补性创新：多尺度、原位表征与理论计算深度融合。**本项目将综合运用多种先进表征技术，实现对高温腐蚀过程从**宏观**（腐蚀速率、失重）到**微观**（表面形貌、腐蚀膜结构、元素分布）乃至**原子尺度**（元素化学态、界面结构）的全面探测。在微观表征方面，将重点采用**高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）**、**能量色散X射线光谱（EDX）元素面/线扫描**、**电子背散射衍射（EBSD）**以及**X射线光电子能谱（XPS）**等手段，精细解析腐蚀过程中的微观结构演变和元素（特别是活性元素Ni,Cr,Mo等的）迁移、偏析行为。**创新性地**，项目将**尝试利用原位高温SEM或原位TEM技术**，在接近实际的服役条件下，实时或准实时地观测腐蚀膜的生长、破裂以及微观结构的动态演化过程，获取腐蚀的动态信息，这是目前许多研究难以实现的。在理论层面，将结合**第一性原理计算（DFT）**，从电子结构和原子相互作用的角度，深入研究表面吸附、化学反应活化能、元素迁移势垒以及界面结合能等关键科学问题，为理解腐蚀的微观机制提供原子尺度的理论解释。**尤为关键的是**，本项目将**着力推动实验观测、多尺度表征结果与DFT计算模拟的紧密结合**，通过实验指导计算、计算验证实验，建立从原子到宏观的跨尺度理解，揭示复杂因素作用下腐蚀行为的内在物理化学机制，这是当前该领域研究中的一个重要发展方向。

3.**研究对象的拓展性与设计的导向性创新：关注成分梯度合金与新型合金体系。**虽然项目以典型镍基合金为研究对象，但其创新性还体现在对研究对象的拓展和面向设计的导向。在系统研究常规合金的基础上，项目将**设计并制备成分梯度高温合金或通过调整常规合金成分（如优化Cr/Mo比、添加V,W,Nb等）制备候选新型合金**，旨在探索**元素空间分布梯度**对腐蚀行为的影响，以及**特定元素组合**对提高抗复杂腐蚀性能的潜力。这种**基于成分设计的探索性研究**，旨在突破传统合金设计思路，为开发具有优异抗腐蚀性能的新型高温合金材料提供新的思路和实验依据。项目的研究目标并非仅仅描述腐蚀现象，而是**深入理解腐蚀机理，并反过来指导抗腐蚀合金的设计**，提出具体的合金成分优化原则和微观结构调控策略，具有明确的**应用导向性创新**。

4.**研究内容的系统性与深度的创新：深入探究协同腐蚀与耦合损伤机制。**高温氧化与硫化/氯化等协同腐蚀是高温合金面临的一大挑战，但其内在机制仍存在许多争议和认识空白。本项目将**系统深入地**研究协同腐蚀的微观机制，**重点揭示不同活性元素在协同作用下的相互作用路径、复合腐蚀产物的形成演化规律及其结构-性能关系**，特别是界面反应动力学和产物膜的稳定性问题。此外，本项目还将**创新性地**将腐蚀与蠕变（或疲劳）的耦合效应纳入研究范围，**系统研究这种耦合作用对合金损伤模式、寿命预测以及断裂行为的影响机制**，揭示腐蚀损伤与蠕变损伤（如孔洞聚集、微孔洞连接）的相互作用规律，这对于准确评估高温合金在实际服役条件下的可靠性至关重要。这些深入系统的探究，将显著提升对高温合金复杂工况下失效机理的认识深度。

综上所述，本项目通过聚焦复杂服役环境下的多场耦合腐蚀行为，采用多尺度、原位表征与理论计算深度融合的研究方法，拓展研究对象并强调设计导向，深入探究协同腐蚀与耦合损伤机制，力求在理论认知上取得突破，为高性能抗腐蚀高温合金的开发提供科学依据和技术支撑，具有显著的创新性。

八．预期成果

本项目旨在系统研究高温合金的高温腐蚀行为及机理，并探索抗腐蚀性能增强策略，预期将取得一系列具有理论深度和应用价值的研究成果，具体包括：

1.**理论贡献：**

***深化对复杂环境腐蚀机理的认识：**预期阐明高温合金在含硫、氮、氯等活性元素气氛下，特别是高温氧化-硫化/氯化协同作用下的腐蚀机理，揭示活性元素（如Ni）的迁移路径、晶界偏析规律及其对腐蚀敏感性的影响机制，阐明复合腐蚀产物的形成、结构演变及其与基体相互作用的规律。

***揭示多场耦合效应的损伤机制：**预期揭示高温腐蚀与蠕变（或疲劳）耦合作用下，合金的损伤累积和断裂行为，阐明腐蚀损伤与蠕变损伤（如孔洞聚集、微孔洞连接）的相互作用规律，建立耦合损伤演化模型。

***发展基于物理机理的腐蚀预测模型：**预期基于实验数据和理论分析，建立考虑合金成分、微观结构、服役条件（温度、气氛、应力）等因素的、更精确、更普适的高温合金腐蚀动力学模型和机理预测模型，提高腐蚀寿命预测的准确性。

***提出抗腐蚀性能增强的理论依据：**预期基于对腐蚀机理的理解，明确影响高温合金抗腐蚀性能的关键元素和微观结构因素，提出抗腐蚀性能增强的冶金设计原则和微观结构调控策略的理论依据。

***推动跨尺度研究方法的融合：**预期通过实验观测、多尺度表征与理论计算（DFT）的紧密结合，建立从原子到宏观的跨尺度理解，为复杂工况下高温材料行为的研究提供新的方法论示范。

2.**实践应用价值：**

***提供高性能抗腐蚀合金的设计指导：**预期通过成分梯度合金和新型合金体系的探索，以及腐蚀机理的研究，为开发具有更高抗复杂腐蚀环境能力的新型高温合金提供实验数据和理论指导，助力下一代航空发动机、燃气轮机等关键装备用材料的研发。

***提升现有高温合金的服役可靠性：**预期通过揭示现有高温合金（如Inconel625,GH4169）在复杂工况下的腐蚀薄弱环节和失效机制，提出具体的合金成分优化方案和热处理工艺建议，为提升现有高温合金的抗腐蚀性能和延长其服役寿命提供技术支撑。

***完善高温部件的失效分析与预防策略：**预期深化对高温腐蚀与多场耦合损伤机制的理解，为高温部件（如涡轮叶片、燃烧室部件）的腐蚀失效分析提供理论依据和方法支持，有助于制定更有效的预防措施和维护策略，降低运维成本和事故风险。

***促进相关领域的技术进步：**预期研究成果将推动高温材料科学、腐蚀科学与防护技术等相关领域的技术进步，为能源、航空航天、国防等战略性产业提供关键材料支撑，具有显著的经济效益和社会效益。

***培养高层次科研人才：**预期通过本项目的实施，培养一批掌握先进研究方法、具备跨学科背景的高层次科研人才，为我国高温材料领域的研究发展储备力量。

总而言之，本项目预期将取得一系列创新性的理论成果，并为高温合金材料的研发、应用和可靠性提升提供强有力的科技支撑，具有重大的学术价值和应用前景。

九.项目实施计划

本项目计划在三年内分四个阶段实施，每个阶段设定明确的任务和目标，确保研究按计划推进。同时，将制定相应的风险管理策略，以应对研究过程中可能出现的挑战。

1.**项目时间规划与任务分配：**

***第一阶段：基础研究与现状评估(第1-6个月)**

***任务分配：**

***材料制备与表征：**完成Inconel625、GH4169等基础合金样品的制备、热处理及详细的成分和微观结构表征（SEM,EBSD,TEM等）。完成模拟腐蚀介质的设计与制备。

***高温静态腐蚀实验：**搭建并调试高温静态腐蚀实验装置，完成基础合金在代表性模拟气氛下的静态腐蚀实验，测定腐蚀速率，初步评估腐蚀行为。

***腐蚀产物表征：**对腐蚀样品进行SEM、XRD、XPS、EDX等表征，分析腐蚀产物膜的形貌、物相和元素组成。

***文献调研与开题报告：**深入进行文献调研，完成开题报告的撰写与评审。

***进度安排：**第1-2个月：完成材料制备与初步表征；第3-4个月：开展静态腐蚀实验并收集初步数据；第5-6个月：完成腐蚀产物表征与分析，完成文献综述和开题报告。

***第二阶段：微观机理与协同腐蚀研究(第7-18个月)**

***任务分配：**

***深入腐蚀行为研究：**系统研究不同合金在多种气氛成分和温度下的腐蚀行为差异，重点关注沿晶界腐蚀和点蚀行为。

***微观机理探究：**利用高分辨率SEM、TEM、EDX等手段，追踪腐蚀过程中表面形貌、腐蚀产物膜结构、元素分布（特别是沿晶界）以及微观结构（析出相）的动态演变。

***协同腐蚀实验：**开展高温氧化-硫化/氯化协同腐蚀实验，详细表征复合腐蚀产物的结构、稳定性及其与基体的相互作用。

***原位表征技术：**尝试进行高温原位SEM或原位TEM实验，获取腐蚀过程的动态信息。

***理论计算：**开展DFT计算，研究表面反应机理和元素迁移势垒。

***进度安排：**第7-9个月：深入腐蚀行为研究与数据收集；第10-12个月：进行微观机理探究与表征分析；第13-15个月：开展协同腐蚀实验与产物表征；第16-18个月：进行原位表征实验与DFT计算，初步完成阶段性报告。

***第三阶段：耦合效应与抗腐蚀策略探索(第19-30个月)**

***任务分配：**

***循环加载腐蚀实验：**开展高温循环加载腐蚀实验，研究应力对腐蚀行为的影响。

***蠕变-腐蚀联合作用实验：**开展高温蠕变-腐蚀联合作用实验，研究耦合效应对合金损伤累积和断裂行为的影响。

***新型合金设计制备：**基于对腐蚀机理的理解，设计并制备成分梯度或成分优化的新型合金样品，以及采用不同热处理工艺的样品。

***抗腐蚀性能评价：**系统评价新型合金样品的抗腐蚀性能，并结合微观结构分析，探索抗腐蚀性能增强的冶金策略。

***模型建立与验证：**开始建立高温合金腐蚀机理模型和宏观腐蚀动力学模型。

***进度安排：**第19-21个月：完成循环加载腐蚀实验与数据收集；第22-24个月：开展蠕变-腐蚀联合作用实验与数据收集；第25-27个月：完成新型合金设计制备与初步表征；第28-30个月：进行新型合金抗腐蚀性能评价与机理分析，初步建立腐蚀模型。

***第四阶段：模型建立与总结(第31-36个月)**

***任务分配：**

***模型完善与验证：**基于实验数据和理论计算结果，完善高温合金腐蚀机理模型和宏观腐蚀动力学模型，并进行模型验证。

***成果整理与论文撰写：**系统整理分析所有实验数据和研究成果，撰写研究论文、项目报告和结题报告。

***成果总结与展望：**提炼项目的主要发现和创新点，提出未来研究方向和建议。

***成果推广与应用：**探讨研究成果的转化与应用前景。

***进度安排：**第31-33个月：完成模型完善与验证；第34-35个月：进行成果整理与论文撰写；第36个月：完成项目总结、成果推广与应用讨论，提交结题报告。

2.**风险管理策略：**

***技术风险及应对：**高温合金在极端复杂气氛下的腐蚀机理极其复杂，部分实验条件（如模拟气氛精确控制、高温原位表征技术）存在技术难点。**应对策略：**搭建高精度模拟腐蚀实验平台，严格校准气氛成分，选择成熟可靠的原位观测技术；加强技术预研，通过小型实验优化工艺参数；建立多学科交叉团队，整合优势资源，攻克技术瓶颈。

***进度风险及应对：**研究过程中可能因实验设备故障、人员变动、实验结果不理想等因素导致进度滞后。**应对策略：**制定详细实验计划，预留缓冲时间；建立设备维护与备份机制，确保实验连续性；加强团队建设，明确责任分工，培养核心成员的跨学科协作能力；采用统计学方法设计实验方案，提高实验成功率。

***数据风险及应对：**实验数据的准确性和完整性是研究结论可靠性的基础，可能存在数据失真、记录不规范、实验误差等风险。**应对策略：**建立严格的数据管理规范，采用标准化的数据采集与记录方法；利用高精度测量仪器和自动化控制系统，减少人为误差；对实验数据进行统计检验和不确定性分析，确保数据的科学性和可靠性。

***成果转化风险及应对：**部分研究成果可能因技术成熟度、成本效益、市场需求等因素难以直接应用于实际工程。**应对策略：**加强与产业界的合作，开展应用前景评估；探索多种成果转化路径，如技术许可、合作开发等；关注市场需求变化，调整研究成果的应用方向。

***经费风险及应对：**项目实施过程中可能面临经费预算超支或资金短缺的风险。**应对策略：**严格按照预算编制原则，合理规划经费使用；加强成本控制，优化实验方案，提高资源利用效率；积极拓展经费来源，如申请横向课题、与企业共建研发平台等。

***知识产权风险及应对：**研究过程中可能产生具有创新性的知识产权，但存在保护不力或归属纠纷的风险。**应对策略：**及时进行专利布局，建立完善的知识产权管理制度；明确研究人员的知识产权责任，规范成果的转化流程；加强知识产权保护意识教育，防范侵权行为。

***团队协作风险及应对：**跨学科研究团队可能因知识背景差异、沟通不畅等因素影响研究效率。**应对策略：**建立有效的沟通协调机制，定期召开学术研讨会和项目例会；加强团队成员间的相互学习和理解，促进知识共享；引入项目管理工具，优化团队协作流程。

通过制定全面的风险管理策略，并建立有效的风险监控和应对机制，可以最大限度地降低项目实施过程中的不确定性，确保项目目标的顺利实现，为高温合金的高温腐蚀行为及机理研究提供有力保障。

十.项目团队

本项目团队由在高温材料、腐蚀科学与防护技术领域具有深厚造诣的专家学者和经验丰富的青年骨干组成，成员结构合理，研究基础扎实，具备完成项目目标所需的综合实力。

1.**团队成员专业背景与研究经验：**

***项目负责人：张明，研究员。**依托中国科学院金属研究所高温材料与器件重点实验室，长期从事高温合金及其环境行为研究，在高温合金高温氧化、硫化及蠕变损伤机制方面积累了丰富经验。主持或参与多项国家级重大项目，在顶级期刊发表高水平论文20余篇，拥有多项发明专利。研究方向包括高温合金腐蚀机理、微观结构调控及性能提升，对高温环境下的材料行为具有深刻理解。

***核心成员A（副研究员）：李强。**专注于高温合金腐蚀与防护技术研究，在高温合金的表面改性、涂层技术和腐蚀机理探索方面具有突出成就。擅长采用先进的表面分析技术（如AES、XPS、TEM）研究腐蚀产物的微观结构、元素分布和界面特性。曾作为核心成员参与多项国家级重大科研项目，研究成果已应用于航空发动机关键部件的防护领域。研究方向涵盖高温合金高温腐蚀行为、防护涂层技术及其失效机理。

***核心成员B（博士）：王磊。**拥有材料科学与工程博士学位，研究方向聚焦于高温合金在复杂工况下的损伤机理及寿命预测模型研究。在腐蚀动力学模型构建、实验数据拟合以及数值模拟方面具有扎实的理论基础和丰富的项目经验。擅长运用统计物理、力学与材料的交叉学科方法，对高温合金的腐蚀与蠕变耦合行为有深入研究。曾发表多篇高水平学术论文，并参与编写相关领域专著。

***青年骨干C（博士后）：赵敏。**在高温合金微观结构与性能关系方面具有较深研究，特别是在析出相演变及其对材料服役行为影响方面积累了经验。熟练掌握SEM、TEM、EBSD等微观表征技术，并具备运用第一性原理计算模拟材料行为的能力。研究方向包括高温合金微观结构演变、元素迁移行为及其与宏观性能关系，致力于通过理论计算与实验结合的方法，揭示复杂环境下高温材料的损伤机制。

***技术支撑人员D（实验工程师）：陈华。**长期负责高温腐蚀实验平台的建设与运行，在模拟复杂气氛腐蚀实验、样品制备与表征等方面积累了丰富的实践经验。精通高温实验设备操作，能够高效完成各类高温腐蚀实验任务，为项目的顺利实施提供坚实的技术保障。研究方向包括高温材料腐蚀行为、实验方法学以及表面工程应用。

2.**团队成员的角色分配与合作模式：**

***项目负责人（张明）：**负责制定项目总体研究方案和技术路线，统筹协调各研究方向的进展，主持关键实验，指导团队成员开展研究工作，撰写项目报告和核心论文，负责项目经费管理和对外合作交流。同时，负责项目评审和成果验收，确保项目目标的实现。

***核心成员A（李强）：**负责高温合金高温腐蚀机理和防护技术研究，重点开展高温合金在模拟复杂气氛（含硫、氮、氯）下的腐蚀行为实验，利用先进的表面分析技术（SEM、TEM、XPS、EDX）表征腐蚀产物的微观结构、元素分布和界面特性，探索新型抗腐蚀涂层和表面改性技术，为提升高温合金的抗腐蚀性能提供实验依据和技术方案。同时，负责协同腐蚀实验方案的设计与实施，分析腐蚀与防护机制，撰写相关实验报告和学术论文，参与腐蚀机理模型的建立与验证。

***核心成员B（王磊）：**负责高温合金腐蚀动力学模型和寿命预测研究，基于实验数据构建考虑合金成分、微观结构、服役条件（温度、气氛、应力）的腐蚀动力学模型，发展更精确、更普适的腐蚀预测方法，为高温合金的寿命评估和可靠性预测提供理论工具。同时，负责高温腐蚀与蠕变耦合效应的数值模拟，分析耦合损伤演化规律，撰写模型建立与验证报告和学术论文，为高温合金的失效机理研究和寿命预测提供理论支持。

***青年骨干C（赵敏）：**负责高温合金微观结构与腐蚀行为关系研究，利用第一性原理计算（DFT）研究表面反应机理、元素迁移势垒、界面结合能等原子尺度的过程，为理解腐蚀的微观机制提供原子级别的理论解释。同时，负责高温合金微观结构表征和腐蚀过程的跨尺度模拟，分析微观结构演变对腐蚀行为的影响，撰写理论计算报告和学术论文，为高温合金的设计和优