【正文】 難變形合金的熱壓縮試驗研究，獲取熱塑性變形流變應(yīng)力數(shù)據(jù)以及熱變形激活能、奧氏體基體再結(jié)晶溫度、沉淀強(qiáng)化相溶解析出溫度和長大速率等關(guān)鍵數(shù)據(jù)；確定粉末顆粒表面和熱等靜壓錠坯中PPB上析出相的類型，闡明PPB的形成機(jī)理，確定最佳高溫合金粉末制備工藝；制備出達(dá)到技術(shù)指標(biāo)和使用要求的氬氣霧化高溫合金粉末，揭示高溫合金熔體在電磁場作用下的受力、流動、形狀約束等特點(diǎn)和規(guī)律。（4）完成DD98M等高溫合金典型力學(xué)性能測試；揭示DD98M等合金高溫氧化腐蝕機(jī)理，完成涂層成分優(yōu)化設(shè)計。（5）發(fā)表論文45篇。年度研究內(nèi)容預(yù)期目標(biāo)2011（1）合金成分設(shè)計：研究單晶合金在高溫載荷下的變形機(jī)制，不同合金元素對變形機(jī)制的影響，分析合金元素的強(qiáng)韌化機(jī)理；研究微觀偏析、第二相、微觀缺陷等對高溫變形過程中組織演化的影響規(guī)律；觀察溫度力場作用下位錯形成及運(yùn)動模式及其與微結(jié)構(gòu)演變之間的關(guān)系；開展相關(guān)計算，完善先進(jìn)單晶合金成分優(yōu)化設(shè)計理論。（2）合金冶煉鑄造：研究高溫合金熔體與坩堝材料之間的反應(yīng)熱力學(xué)和動力學(xué)過程；合金枝晶生長行為以及凝固參數(shù)影響研究，結(jié)合熔體流動特點(diǎn)，研究雀斑、雜晶等缺陷形成特點(diǎn)與規(guī)律；對流對凝固界面、枝晶生長特性等的作用規(guī)律研究。（3）合金制備成形：測試高合金化難變形合金的熱塑性變形流變應(yīng)力數(shù)據(jù)，結(jié)合對塑性變形條件下微觀組織演變過程的分析，揭示合金變形行為隨合金化程度、沉淀強(qiáng)化相體積分?jǐn)?shù)提高而變化的規(guī)律；分析PPB上析出相在不同溫度下的演化，研究合金中強(qiáng)碳化物形成元素Zr和Hf及工藝過程對PPB析出相類型的影響，以及PPB對合金的韌性、塑性以及強(qiáng)度的影響；開展霧化過程兩相流熱量和動量傳輸規(guī)律研究，運(yùn)用電磁流體力學(xué)理論、合金凝固理論、能量傳遞原理和質(zhì)量傳遞原理對合金的凝固過程進(jìn)行數(shù)值模擬研究。（4）合金使役性能：高溫合金機(jī)械疲勞、疲勞蠕變交互作用和熱機(jī)械疲勞性能的測試、表征與評價，高溫合金材料中不同形狀和尺寸夾雜物以及表面和晶界氧化物在疲勞和疲勞蠕變過程中的作用研究；研究涂層制備工藝參數(shù)、氣－固反應(yīng)非平衡凝固過程對涂層晶粒尺寸與取向、成分、致密度等微觀組織結(jié)構(gòu)影響規(guī)律，實(shí)現(xiàn)涂層成分與結(jié)構(gòu)精確控制。（1）揭示復(fù)雜單晶高溫合金體系在不同環(huán)境中的變形損傷機(jī)制，主要強(qiáng)化元素的強(qiáng)韌化機(jī)理，單晶合金錯配度、碳化物等第二相、微觀缺陷等對變形機(jī)制的影響。（2）建立枝晶生長模型，明確變截面試樣的晶體生長特征，為控制雜晶等缺陷提供依據(jù)；弄清定向凝固過程中各因素對流場的分布和影響規(guī)律。（3）獲取EP975與Ren233。88DT等合金雙相細(xì)晶組織，平均晶粒直徑小于10mm；解決GH4742合金直徑大于500mm真空自耗重熔錠自由鍛造開坯過程中的組織性能控制問題；從微觀組織和斷口上認(rèn)清PPB的特征，確定PPB導(dǎo)致粉末高溫合金的斷裂模式；建立噴射成形霧化過程高溫合金熔滴射流與霧化介質(zhì)之間的熱量、動量傳輸規(guī)律，以及電磁控制凝固過程中能量傳遞、動量傳遞和質(zhì)量傳遞理論模型。（4）提出高溫合金機(jī)械疲勞、疲勞蠕變交互作用機(jī)理；通過優(yōu)化工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)涂層成分與結(jié)構(gòu)精確控制。（5）發(fā)表論文50篇，申報專利5項以上。年度研究內(nèi)容預(yù)期目標(biāo)2012（1）合金成分設(shè)計：設(shè)計低成本第三代單晶合金，利用高溫度梯度液態(tài)金屬冷卻定向凝固技術(shù)制備單晶合金試棒，驗證前期工作中發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵強(qiáng)化元素的交互作用規(guī)律；開展單晶合金高溫持久、蠕變等實(shí)驗，觀察位錯組態(tài)，分析合金高溫變形及損傷機(jī)制。（2）合金冶煉鑄造：真空電子束環(huán)境下高溫合金雜質(zhì)元素去除的熱力學(xué)機(jī)理和動力學(xué)過程；研究高溫合金在不同凝固條件下晶體生長特征、偏析特點(diǎn)、相析出特征以及雜晶、取向偏離和小角度晶界的形成規(guī)律，從枝晶生長動力學(xué)角度對凝固組織和缺陷的形成和演化進(jìn)行理論分析。（3）合金制備成形：發(fā)展描述塑性變形過程中δ相、γ′和γ′′相沉淀析出行為的動力學(xué)方法，闡明沉淀相與動態(tài)再結(jié)晶過程交互作用的機(jī)理；用金屬原位統(tǒng)計分布分析技術(shù)或大樣電解技術(shù)，定性和定量鑒定母合金中夾雜物的分布、類型和尺寸，用粉末分析儀和EDS鑒定粉末中夾雜物尺寸、數(shù)量和類型；完成雙掃描霧化噴射成形高溫合金沉積坯形成過程研究，主要研究氬氣霧化高溫合金粉末和沉積坯的凝固過程與組織特征，研究凝固過程中電磁場對固/液界面表面能、固/液界面形貌及對晶體形核和生長的影響。（4）合金使役性能：研究反向相界、位錯組態(tài)、層錯等微觀缺陷在疲勞損傷過程中的作用；通過模擬實(shí)際服役條件下的高溫疲勞實(shí)驗，測試高溫合金的疲勞壽命數(shù)據(jù)，完善疲勞壽命預(yù)測方法；發(fā)展具有阻擴(kuò)散、抗高溫氧化腐蝕以及界面相容的多功能耦合的涂層體系，研究涂層的高溫氧化熱力學(xué)與動力學(xué)以及服役過程中涂層組織演化規(guī)律。（1）提出高溫度梯度下低成本（低Re）先進(jìn)單晶合金的設(shè)計思路。（2）建立雜晶及小角度晶界形成機(jī)制模型，弄清熔體流動狀態(tài)下的晶體生長特性和規(guī)律。（3）解決GH4698合金直徑大于1000mm、GH4742合金直徑大于800mm、GH4586合金直徑大于600mm渦輪盤鍛件的鍛造成型與組織性能控制問題；確定母合金和粉末中夾雜物尺寸、數(shù)量和類型；揭示噴射成形高溫合金沉積坯組織的形成機(jī)理，提出電磁控制凝固的枝晶生長與第二相析出分布的規(guī)律。（4）弄清高溫合金疲勞損傷微觀機(jī)制；揭示涂層在服役環(huán)境下的組織演化過程和退化機(jī)理；高溫防護(hù)涂層在1150℃空氣中、950℃燃?xì)猓g介質(zhì)中達(dá)到完全抗氧化級；（5）發(fā)表論文50篇，申報專利5項以上。年度研究內(nèi)容預(yù)期目標(biāo)2013（1）合金成分設(shè)計：模擬單晶合金復(fù)雜使用環(huán)境，觀察在氧化、溫度、疲勞等綜合作用下單晶合金中的位錯形成機(jī)制及運(yùn)動模式；研究高溫變形中，位錯與小角晶界、再結(jié)晶、取向偏離等缺陷的交互作用。（2）合金冶煉鑄造：高溫合金脫O、N、S熱力學(xué)和動力學(xué)；優(yōu)化凝固工藝參數(shù)、熔體超溫處理參數(shù)，制備組織細(xì)化、取向精確的單晶葉片樣件；晶粒競爭生長過程及機(jī)制研究。（3）合金制備成形：針對關(guān)鍵力學(xué)性能指標(biāo)優(yōu)化熱塑性加工工藝，研究熱塑性加工工藝條件對GH4742等合金大尺寸渦輪盤鍛件最終物理與力學(xué)性能的影響，積累全面性能數(shù)據(jù)；研究在熱等靜壓和變形條件下夾雜物的形態(tài)變化，用SEM原位拉伸或疲勞實(shí)驗?zāi)M研究夾雜物導(dǎo)致粉末高溫合金的斷裂模式；研究噴射成形高溫合金沉積坯的缺陷的分布特征及其形成機(jī)理，溶質(zhì)原子在外加電磁場中的擴(kuò)散、遷移和偏析規(guī)律。（4）合金使役性能：發(fā)展新的具有明確物理意義、簡單、實(shí)用的高溫合金疲勞壽命預(yù)測新方法與理論；高溫合金熱機(jī)械疲勞性能的測試、表征與評價；研究多功能耦合金屬涂層與高溫合金界面擴(kuò)散動力學(xué)和自適應(yīng)型金屬涂層的高溫組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；研究界面擴(kuò)散導(dǎo)致基體高溫合金組織結(jié)構(gòu)演變、有害相析出等界面反應(yīng)的規(guī)律以及高溫防護(hù)涂層對高溫合金力學(xué)性能的影響規(guī)律。（1）優(yōu)化單晶合金成分，揭示單晶合金在復(fù)雜應(yīng)力環(huán)境中的變形損傷機(jī)制，明確缺陷對單晶合金高溫?fù)p傷的影響規(guī)律。（2）高溫合金中O、N、S控制在5ppm以下；提出小角晶界誘發(fā)機(jī)制及其控制方法，確定精確控制晶體取向和限制雜晶產(chǎn)生的工藝參數(shù)，弄清熔體流動對偏析、雀斑等凝固缺陷的作用規(guī)律，建立相關(guān)的控制方法。（3）實(shí)現(xiàn)GH4169及其改進(jìn)型合金蠕變強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍減小20％，有效提高渦輪盤部件的力學(xué)性能裕度；闡明夾雜物的演化規(guī)律，確定雜物導(dǎo)致粉末高溫合金的斷裂模式；提出降低或消除沉積坯缺陷的措施，揭示電磁控制凝固過程溶質(zhì)元素偏析規(guī)律及第二相溶解和析出規(guī)律。（4）提出和發(fā)展高溫合金疲勞壽命預(yù)測方法與理論；揭示高溫防護(hù)涂層對高溫合金基體材料性能影響規(guī)律。（5）發(fā)表論文50篇，申報專利5項以上。年度研究內(nèi)容預(yù)期目標(biāo)2014（1）合金成分設(shè)計：合理選擇合金主要強(qiáng)化元素及微量元素配比，進(jìn)一步優(yōu)化第三代單晶合金成分，觀測主要合金元素、第二相在高溫固溶熱處理中的擴(kuò)散規(guī)律和形態(tài)變化，研究g162。相、碳化物等主要強(qiáng)化相在時效處理中的析出、長大規(guī)律，優(yōu)化熱處理工藝，測試合金典型性能，使研制的低成本第三代單晶合金性能達(dá)到研究目標(biāo)要求。（2）合金冶煉鑄造：高溫合金脫O、N、S的實(shí)驗驗證；定向或單晶葉片樣件凝固缺陷控制的實(shí)驗驗證。（3）合金制備成形：掌握針對高溫合金熱塑性加工過程中微觀組織演變進(jìn)行全過程、多尺度模擬計算所需的基本原理與方法，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對高溫合金塑性變形過程中產(chǎn)生變形失穩(wěn)、晶粒異常長大等現(xiàn)象進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)報；探索研究PPB和夾雜物的控制方法，補(bǔ)充實(shí)驗和數(shù)據(jù)整理；研究熱等靜壓、熱變形、熱處理對沉積坯組織的影響，揭示噴射成形高溫合金組織與力學(xué)性能之間關(guān)系。（4）合金使役性能：研究高溫合金高溫疲勞與熱機(jī)械疲勞損傷機(jī)制與壽命之間的關(guān)系，提出具有明確物理意義并具有較高預(yù)測精度的高溫合金疲勞壽命預(yù)測模型；研究新一代自適應(yīng)型長壽命高溫防護(hù)涂層材料與結(jié)構(gòu)設(shè)計理論與制備方法。（5）課題總結(jié)驗收。（1）完善高溫合金的強(qiáng)化理論，單晶合金1100oC/152MPa持久壽命大于100h，Re含量%。（2）發(fā)展高溫合金純凈化冶煉的理論基礎(chǔ)和技術(shù)原型；建立凝固缺陷與樣品結(jié)構(gòu)和尺寸、凝固工藝參數(shù)間的對應(yīng)關(guān)系和數(shù)學(xué)模型。（3）形成系統(tǒng)的塑性變形條件下微觀組織演變與控制理論，確定微觀組織演變的動力學(xué)控制機(jī)制，為最終實(shí)現(xiàn)高溫合金塑性加工過程的物理與數(shù)值模擬奠定理論基礎(chǔ)；建立PPB和夾雜物的控制方法，PPB數(shù)量減少50%；提出噴射成形高溫合金優(yōu)化工藝參數(shù)和電磁凝固控制的優(yōu)化電磁工藝參數(shù)，制備的噴射成形高溫合金整體致密度≥%，經(jīng)熱等靜壓致密度≥%。（4）建立高溫合金疲勞壽命預(yù)測模型；建立自適應(yīng)型高溫防護(hù)涂層材料與結(jié)構(gòu)設(shè)計理論與制備方法。（5）發(fā)表論文45篇，申報專利5項以上。（6）項目結(jié)題驗收。