近日，省部共建有色金屬先進加工與再利用國家重點實驗室和材料科學與工程學院曹睿教授團隊的最新科研成果《The Oxidation Effect on the Cracking Behavior of a Co-based Alloy under Thermal shocks》在國際腐蝕科學領域TOP期刊Corrosion Science（影響因子6.479）在線發表。該研究工作是曹睿教授團隊與美國田納西大學高雁飛教授和Peter K. Liaw教授、中國鋼研安泰科技股份有限公司車洪艷高工合作完成，第一作者是受蘭州理工大學優秀學生出國（境）學習交流基金資助出國聯合培養的博士研究生溫俊霞。
該論文從熱沖擊過程中疲勞裂紋的擴展出發，對熱沖擊過程中的氧化行為進行了詳細的分析，尤其是對氧化過程中產生的各種應力進行了分析和總結。文中首先指出熱沖擊過程中的氧化對疲勞裂紋的產生起著非常重要的作用，通過對熱沖擊條件和靜態氧化下的氧化皮厚度和內氧化層深度進行了統計和對比分析，指出熱沖擊過程的氧化速率遠遠高于靜態氧化。其次，文中對少數熱沖擊循環下的裂紋長度進行了統計，提出該鈷基高溫合金在低周熱沖擊循環下，裂紋擴展速率符合經典力學公式Paris’ Law。同時該論文對熱沖擊過程中熱應力、氧化應力和裂紋擴展進行了細致的分析，指出熱沖擊過程中氧化與裂紋互相影響，均被加速。生成氧化物化物時產生的體積變化、氧化物與基體熱膨脹系數(CTE)的不匹配、基體與內部氧化物之間的溫度梯度，均會導致應力的產生。熱沖擊裂紋的產生跟這些應力密切相關。文中參照Huntz公式對氧化物和氧化物對基體產生的應力進行了分析計算，認為這些應力在１GPa左右，會促進熱沖擊裂紋的形核和擴展。
該項工作得到了中國國家自然科學基金和蘭州理工大學優秀學生出國（境）學習交流基金、省部共建國家重點實驗室博士研究生出國交流基金的支持。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.corsci.2020.108828
甘公網安備 62010002000207號