镍基高温合金在不同的领域内都扮演着极为重要的角色，镍基高温合金广泛地应用于航天航空、船舶、工业等领域内的发动机和工业零件的工作叶片，最好最先进的发动机的制造，镍基高温合金占发动机总重量的一半之多，因此镍基高温合金常常被称为“发动机的心脏”。论文网

1。3镍基高温合金的发展史

镍基高温合金在20世纪30年代末研制。 Nimonic 75（Ni-20Cr-0。4Ti）在英国于1941年首次生产，并且开发了Nimonic 80（Ni-20Cr-2。5Ti-1。3Al）以增加蠕变强度。在20世纪40年代中期，美国开始研究镍基高温合金，在40年代末期，苏联开始研究镍基高温合金，而到了50年代中期中国也开发镍基合金[2]。镍基合金的发展主要包括两个方面：合金成分的改进和生产工艺的创新。50年代初，真空熔炼技术的产生，其主要用于精炼含高铝和钛的镍基合金。继而，开发一系列熔模铸造工艺，以此提高铸造合金的高温强度。而到了60年代中期，开发出更好的定向晶体、单晶超合金、粉末冶金超合金的性能。但为了满足船舶和工业燃气轮机的进一步需求，自20世纪60年代起还开发了许多具有良好的耐热腐蚀性，组织稳定性的高铬镍基合金。在20世纪40年代初至70年代末的40年期间，镍基合金的工作温度不断提高，从700℃一直提高到1100℃，并且以平均每年约10℃的速度继续增长。

1。4镍基合金的特性

对于铁基合金而言，镍基高温合金的优点在于：镍基高温合金可在更高的温度中工作，含有的有害相较少，组织也相对稳定，抗氧化性能更好

对于钴基合金而言，镍基高温合金适用于较高温度与应力工作。

镍基高温合金由于镍本身具有的特性使其产生这些优点：

（1）镍是面心立方结构，组织稳定，不会发生同素异型转变

（2）镍的化学稳定性较强，基本不会发生氧化（在500℃以下），耐腐蚀。

（3）镍的合金化能力也较好，基本不会在合金中产生有害相。

（4）镍虽然机械性能不高，但塑性却非常优异，特别在低温环境下，塑性不易变化。

1。5金属氧化机理

金属的高温氧化最重要且最基本的一种腐蚀形式,同时又是一个复杂的过程[3]。在基体表面会形成一层氧化膜，氧化膜可将基体与氧分隔开，起到保护基体的作用，氧化形成氧化膜主要取决于两个步骤: ①界面反应②传质过程，即金属基体内部的扩散和通过氧化膜和气相物质的扩散。

1。5。1 金属初期氧化机理

纯净的金属表面置于氧气中,会产生初期氧化，初期氧化阶段：

1。氧在金属表面的吸附；

研究金属表面的吸附作用，最为基本的是需要一个纯净的金属表面。纯净的金属表面结构和金属晶体内部是不同的，其表面相邻的原子比较少，呈不饱和价键，所以它的表面具有较高的活性。吸附过程包括两种吸附过程，即物理吸附和化学吸附。物理吸附主要需要范德华力。但在化学吸附过程中，会产生由吸附粒子和表面原子之间形成化学键。在物理吸附过程中，不需要活化能产生，分子碰到基体表面就可完成。而化学吸附过程过程中，存在较多因素影响，导致其吸附较慢，而且需要活化能来帮助吸附的进行。所以，化学吸附还有另一种叫法，称子为活化吸附。

2。形成氧化物晶核,晶核沿横向生长形成连续的薄氧性膜; 

当氧化物核会在基体表面横向生长，形成较为连续的氧化物薄膜，它的反应机理会发生改变。氧化膜使金属基体与氧气分割开来，反应物质通过薄氧化膜的扩散反应才能进行的。薄氧化膜的结构和性质对氧化机理起到至关重要的解释作用。薄氧化膜通常可以分为两大类，即晶态和非晶态。