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镍基高温合金因其优异的高温强度和良好的稳定性在航空发动机关键热端部件获得广泛应用。随着发动机推重比的提高,涡轮进气口前端温度大幅提升,使得涡轮后关键热端部件的服役温度亦大幅提高。其中我国发动机某大型复杂薄壁承力件服役温度已从原来的650℃以下提高到700℃以上,同时在高温下长期承受机械应力以及温度不均产生的热应力等,存在一定程度的高温氧化问题。由于发动机燃油中含有大量S、Cl、Na、K等杂质,燃烧时容易与空气中的O或者NaCl反应,在部件表面沉积Na2SO4或NaCl等盐膜,易导致高温合金部件表面的热腐蚀。因此,十分必要开展该部件用关键材料K4750合金和K4169合金的抗高温氧化、抗热腐蚀性能研究,为合金在更高温度下的可靠应用提供保障。本论文重点研究了两种合金在相同条件下的高温氧化行为和热腐蚀行为,分析了合金氧化动力学和腐蚀动力学规律,阐明了合金的高温氧化机理和热腐蚀机理,为合金在高温苛刻条件下的应用提供理论依据。研究了 K4750合金的高温氧化行为,合金在700℃-1000℃空气环境下恒温氧化过程中氧化增重随温度升高而增大,氧化动力学曲线基本符合抛物线规律,在900℃以下合金属于完全抗氧化级别。合金表面氧化产物主要包括Cr2O3、TiO2和NiCr2O4,在700℃-800℃氧化过程中主要是细小颗粒状致密分布的Cr2O3,随温度升高逐渐出现块状Ti02氧化物。合金外氧化膜是连续的Cr2O3氧化物,内氧化物主要为条状Al2O3。在700℃-800℃条件下,连续致密的外氧化膜能够阻碍基体中金属离子的向外扩散以及O离子的向内扩散,有效延缓合金的氧化,氧化速率较低;在900℃和1000℃条件下,Ti离子在Cr2O3层中的扩散速率增加,促进块状TiO2的形成,会破坏表面氧化层的连续性,导致氧化速率增加,合金抗氧化性能有所下降。对比研究了 K4169合金的高温氧化行为,发现K4169合金的抗氧化级别与K4750合金相同。该合金外氧化膜分为两层,最外层主要包含Cr2O3、Fe2O3和Ni(Cr,Fe)2O4等混合氧化物以及少量瘤状的Nb2O5,次外层主要是连续的Cr2O3氧化物,内氧化物为岛状连接的Cr2O3和Al2O3。对比发现K4169合金中Nb元素可以促进Cr2O3氧化膜的形成,同时Nb元素在Cr2O3膜和基体界面处连续富集,增加了氧化膜的附着性,因此K4169合金短期抗氧化性能优于K4750合金。但是,K4169在长期高温氧化过程中外层出现大量孔洞和疏松形,破坏了氧化膜的连续性,因此K4750合金的长期抗氧化性能优于K4169合金。研究了 K4750和K4169合金表面涂覆75%Na2SO4+25%K2SO4沉积盐后,在750℃和850℃空气环境下腐蚀20-100h的热腐蚀行为。结果表明,两种合金的腐蚀动力学曲线变化趋势相近,呈现先增重后失重的波动现象。750℃条件下沉积盐为固态,热腐蚀程度较轻,两种合金的腐蚀增重变化均低于0.2 mg/cm2;在850℃条件下沉积盐为熔融态,合金发生高温热腐蚀,液相熔盐导致合金腐蚀程度加重,但两种合金增重均小于0.5 mg/cm2,表明它们具有较好的抗硫酸盐腐蚀性能。相比而言,K4169合金外层具有保护性的Cr2O3和Nb2O5氧化膜能够延缓元素扩散,因此K4169合金抗硫酸盐腐蚀性能优于K4750合金。同时还研究了两种合金表面涂覆75%Na2SO4+25%NaCl沉积盐后,在750℃和850℃空气环境下腐蚀20-100h的热腐蚀行为。结果表明,750℃和850℃条件下沉积盐均为熔融态,两种合金均发生高温热腐蚀。在750℃条件下,两种合金重量变化均小于2.0 mg/cm2;但在850℃条件下,K4169合金出现了持续的失重,腐蚀到100h时失重达到了 30mg/cm2。高温热腐蚀过程中,由于NaCl的加入降低了 Cr2O3膜的保护性,K4169合金形成以NiO和Fe2O3为主的最外层氧化物,氧化层疏松多孔,加速合金腐蚀。因此K4750合金抗Na2SO4和NaCl混合盐的腐蚀性能优于K4169合金。