王偉娟， 喻 聰， 潘 斌， 湯夢秋， 王 玨

(1.南京工程學院材料科學與工程學院， 江蘇 南京 211167； 2.江陰鑫寶利金屬制品有限公司， 江蘇 江陰 214426)

引 言

鎳基高溫合金由于具有良好的熱強性、抗高溫氧化能力而廣泛應用于航空、動力、石油化工等領域。隨著熱端部件服役溫度的不斷升高，對鎳基合金的抗氧化性能要求也逐漸提高，因此對鎳基合金氧化行為的研究方法及基本規(guī)律進行綜述與概括具有重要的現(xiàn)實意義。目前，國內、外都有關于高溫合金氧化行為的報道[1-5]，采用的研究方法包括靜態(tài)增重法、靜態(tài)減重法、循環(huán)氧化法等，對不同合金的氧化形貌、氧化產物、氧化動力學進行研究，并進一步總結了合金成分對氧化性能與行為的影響，通過理論分析構建了氧化模型。本文主要綜述了鎳基高溫合金氧化行為的主要研究方法、氧化動力學曲線特點、氧化產物、典型的氧化形貌和氧化模型及其基本理論等方面，為高溫合金氧化行為的研究提供理論指導。

1 氧化行為的研究方法

國內、外學者對高溫合金的氧化行為進行了廣泛研究，研究方法具有一定的相似性?；舅悸窞椋菏紫?，根據高溫合金的檢測標準(國內為航空工業(yè)標準HB5258-2000)設計高溫氧化實驗，并利用高溫氧化的動力學曲線來探究其氧化機制；然后，利用X射線衍射(XRD)來鑒定高溫氧化產物、利用掃描電鏡(SEM)和能譜儀(EDS)等方法來分析其高溫氧化膜的表面形貌、截面的形貌特征以及成分，并在實驗數據的基礎上分析其氧化規(guī)律。試驗流程圖如圖1所示。

圖1 氧化行為研究流程圖

目前，高溫合金氧化行為的主要研究方法包括靜態(tài)增重法 、靜態(tài)減重法、循環(huán)氧化法等。

1.1 靜態(tài)增重法

將合金材料在靜態(tài)空氣中進行氧化處理，在試驗結束后計算氧化增重值(不允許損失氧化皮)。靜態(tài)增重法主要針對在氧化過程中不易產生揮發(fā)性氧化物的合金及涂層，在氧化結束后測量氧化的增重值，整個過程中要防止氧化皮的脫落和損失。

具體方法為：將合金材料在一定的溫度下氧化一定時間，從而得出平均氧化的速度和氧化皮的脫落量；再根據高溫合金的工業(yè)標準來進行抗氧化性能的評級，如表1所示。根據測得的平均氧化增重數據來繪制氧化動力學曲線，從而進一步探究合金的氧化規(guī)律。

表1 高溫合金的抗氧化性能評級

靜態(tài)增重法是目前最普遍采用的氧化行為研究方法，廣泛應用于對變形、鑄造、單晶高溫合金的氧化行為研究中[3-12]。例如，范金鑫等[3]通過靜態(tài)增重法研究了 GH3535 合金高溫氧化的行為。研究結果表明，該合金在 700 ℃氧化后表面氧化膜無明顯剝落；870 ℃和980 ℃時氧化物出現(xiàn)剝落，870 ℃下無內氧化現(xiàn)象發(fā)生。根據氧化等級評定，700 ℃和870 ℃時屬于完全抗氧化等級；而980 ℃時合金轉變?yōu)榭寡趸燃墶?/p>

李文虎[12]利用靜態(tài)增重法分析了 Ni-Cr-Mo-W 合金在900 ℃下的高溫氧化行為。研究結果表明，Ni-Cr-Mo-W 合金在 900 ℃下氧化 100 h 后，屬于完全抗氧化級別。

張松等[1]利用靜態(tài)增重法對鑄造鎳基合金K444進行了800 ℃和850 ℃恒溫下氧化100 h的實驗。研究結果表明，在800 ℃和850 ℃溫度下 K444合金的恒溫氧化動力學曲線明顯符合拋物線規(guī)律，在此高溫氧化期間，合金表面氧化膜并沒有表現(xiàn)出明顯的剝落情況。

Wang等[13]采用靜態(tài)增重法研究了 GH738 合金在 800,900,1000 ℃下空氣中的高溫氧化行為，結果表明：GH738 合金在 800 ℃和 900 ℃下屬于完全抗氧化級別；在 1000 ℃下屬于抗氧化級別。

1.2 靜態(tài)減重法

在鎳基合金的高溫氧化行為研究中有時還會用到靜態(tài)減重法。靜態(tài)減重法是指材料在試驗結束經過氧化皮清除后計算減重值(表面氧化皮需清除干凈)，適用于在試驗過程中易產生揮發(fā)性氧化物(如：含鎢、鉬、鈮、釩等元素)的合金，帶涂層的試樣不宜采用此方法。

1.3 循環(huán)氧化法

循環(huán)氧化法是對實驗材料進行冷熱交變處理，氧化皮任其自然脫落。適用于高溫合金、高溫防護涂層的抗氧化性對比試驗；也適用于測定材料和涂層在該試驗條件下的抗氧化壽命，該方法的優(yōu)點在于能夠更準確地模擬零件的真實服役條件。

實驗的各種參數是基于高溫合金在實際應用中進行冷熱循環(huán)設計的事實，即需要先確定氧化溫度和冷卻速率等實驗條件，在加熱冷卻條件下，在高溫爐或天平中進行周期性的氧化實驗。通過高溫氧化實驗試樣前后的氧化增重量得到氧化動力學方程，用氧化速率和時間歸納其線性關系，得到氧化動力學方程，可以評估氧化性能和推測氧化機理。

Brewster等[14]使用循環(huán)氧化實驗的方法分析了難熔金屬對鎳基高溫合金氧化性能的影響；其研究表明，適當地提高 Mo和 Co的含量可以提高其循環(huán)氧化的性能。孫朝陽等[2]通過高溫循環(huán)氧化實驗，研究了三種典型耐熱鎳基合金在1095 ℃和1150 ℃時的高溫抗氧化行為；研究結果表明，BSTMUF601合金的抗氧化性能優(yōu)于Inconel601合金和Incoloy800H合金，Incoloy800H合金抗氧化性能最差，1095 ℃下合金的氧化動力學曲線呈拋物線規(guī)律，1150 ℃下Incoloy800H合金抗氧化性能顯著降低，試樣氧化極為嚴重，溫度低于1150 ℃時合金均體現(xiàn)出良好的抗高溫氧化能力。

2 高溫合金氧化動力學行為

高溫氧化行為的研究主要包括熱力學和動力學。氧化熱力學主要是利用計算的方法來判斷氧化反應的可能性大?。谎趸瘎恿W是通過測量氧化反應中的平均氧化增重，繪制氧化動力學曲線來直觀地判斷氧化的速度。動力學曲線能直接地體現(xiàn)出高溫氧化程度和機制。氧化速率是指高溫合金在一定溫度和一定時間下，單位時間的氧化增重或氧化膜的厚度變化情況。根據研究結果總結發(fā)現(xiàn)，大多數的高溫合金恒溫氧化的動力學規(guī)律有四種，即直線規(guī)律、拋物線規(guī)律、立方規(guī)律和對數規(guī)律。

2.1 直線規(guī)律

氧化過程中的平均氧化增重量G+與氧化時間t成線性關系

G+=k·t

式中k為氧化速率常數。

由G+和t的關系可見，此時的氧化速度是不變的。例如施月杰[15]對K4104鎳基高溫合金的氧化性能進行了研究，結果表明，合金在1100 ℃時屬于次抗氧化級別，氧化動力學曲線接近直線規(guī)律。

2.2 拋物線規(guī)律

平均氧化增重量G+的兩次方與氧化的時間t成線性關系，即(G+)2=k·t。此時，一般都能形成穩(wěn)定可靠的Cr2O3或者Al2O3保護性氧化膜。高溫合金的拋物線規(guī)律大部分由元素控制即由金屬元素的向外擴散和內部滲透氧離子。研究表明[1-2，16-19]，絕大多數的高溫合金氧化動力學曲線都是拋物線走勢的。例如，黃爍等[16]分析了GH4065A，F(xiàn)GH96，GH4720Li在650-750 ℃溫度區(qū)間內的恒溫氧化行為。研究表明，這三種合金的氧化動力學曲線均與拋物線動力學規(guī)律相吻合，如圖2所示。

圖2 GH4065A，F(xiàn)GH96，GH4720Li的恒溫靜態(tài)氧化增重曲線[16]

2.3 立方規(guī)律

平均氧化增重量G+的三次方與氧化時間t成線性關系，即(G+)3=k·t。例如，許明等[20]研究表明，新型鎳基高溫合金K984G在氧化后期的氧化動力學曲線是立方曲線走勢。范金鑫等[3]研究了新型低Cr鎳基合金GH3535高溫氧化行為，該合金的氧化動力學曲線與立方動力學規(guī)律相吻合(如圖3所示)，原因為700 ℃時GH3535合金中Ni離子通過快速擴散與界面上的氧結合形成氧化膜；隨著溫度升高至870 ℃和980 ℃，GH3535中Cr，Mo等元素向外層進行擴散，導致表層的NiO逐漸由致密變?yōu)槭杷芍敝羷兟洌M一步升高溫度時氧與內層金屬元素發(fā)生反應。

圖3 GH3535合金氧化動力學曲線[3]

2.4 對數規(guī)律

平均氧化增重G+與時間t的關系如下

G+=k·ln(t+c1)+c2

式中k，c1，c2均為常數。

一般高溫合金在氧化反應的開始階段，或者在小于300 ℃溫度的條件下氧化，此時的氧化動力學曲線可能會服從對數規(guī)律。

2.5 分 析

通過對各類鎳基合金的氧化動力學研究，可以發(fā)現(xiàn)大部分鎳基高溫合金遵循拋物線和立方規(guī)律，而直線規(guī)律和對數規(guī)律則占極少數部分，并且同一種合金在不同溫度控制下呈現(xiàn)出來的氧化動力學曲線也有所不同，例如李友林[21]在鎳基高溫合金K445的高溫氧化研究中表明：K445合金在750 ℃時氧化動力學遵循對數規(guī)律，離子的遷移主要靠氧化層內形成的電場提供電位差；800 ℃時遵循立方規(guī)律，Cr3+向外擴散形成的空穴抑制氧化過程的進行；850-950 ℃溫度范圍內遵循拋物線規(guī)律，Cr3+在Cr2O3層中的擴散為主要反應控制步驟；溫度升高到1000 ℃以上，氧化物剝落嚴重，Cr2O3以Cr2O3氣態(tài)形式揮發(fā)。

3 高溫合金氧化產物

氧化產物是決定氧化行為的關鍵因素，通過對氧化產物的分析可以了解到不同的合金元素對鎳基高溫合金的氧化行為的影響。高溫合金的氧化產物一般是分層結構，分為外氧化和內氧化。

3.1 外氧化

鎳基高溫合金中外氧化產物一般以Cr2O3，NiO，NiCr2O4，Al2O3，TiO2和NiMn2O4為主，主要受合金元素的影響。

由于合金中Ni，Co，Cr的含量一般較高，因此鎳基合金在氧化初期主要是由該三種元素發(fā)生氧化，其中Cr元素氧化最快，其余元素如Al，Ti和Si的氧化受到外層氧化膜阻隔，氧原子需要在氧化膜中擴散，因此氧化速度較慢。隨著反應時間的加長，各個元素的傳輸能力不同，就形成了不同氧化層的氧化產物含量各不同的現(xiàn)象。

Cr是鎳基合金材料中的重要組成元素之一，其含量的高低對于材料的抗高溫氧化性能有著重要的影響。合金中Cr元素的濃度高，而其他元素的活性雖很高，但濃度低，所以以Cr的選擇性氧化為主，合金在經過一段時間氧化之后的產物大多以Cr2O3和尖晶石相(Ni,Co)Cr2O4為主，說明合金中形成穩(wěn)定的具有保護性的Cr2O3氧化膜，有效地延緩了氧化的進一步發(fā)生，使氧化曲線在氧化一定時間后出現(xiàn)減緩，所以合金的外氧化受Cr的選擇性氧化所控制。

Cr元素對鎳基合金外氧化行為的影響如圖4所示，中等鉻含量(質量分數15%-30%)的鎳鉻合金在氧化性氣氛下的氧化產物主要是NiO，在其下面可形成 Cr2O3(在NiO的分解壓下)。這是因為Ni和Cr的氧化物都是通過陽離子的向外擴散來形成的，盡管Cr比Ni活潑，但Ni的擴散速率要比Cr大得多，此時合金形成分層的氧化產物如圖4(a)所示 ；當鎳基合金中活潑元素Cr的含量超過某一臨界濃度時，合金將發(fā)生選擇性氧化，形成單一的Cr2O3氧化層，如圖4(b)所示[22]。

圖4 氧化模型圖[22]

Cr/Al比對氧化產物的影響較大，此值比較低時外氧化中出現(xiàn)Al2O3，大多數高溫合金的Cr含量都比較高，所以Cr氧化物是基礎，其他的由成分決定。

盧旭東等[23]在研究鎳基合金在900 ℃和1000 ℃的高溫氧化行為時發(fā)現(xiàn)，在900 ℃氧化300 h后合金表面氧化物膜分為3層，其中外層為NiO，NiCr2O4，Ni2CoO4和CrTaO4，氧化期間，分布在外層的CrTaO4抑制基體中Al向外擴散，并抑制氧化膜的生長，使氧化速度降低；1000 ℃時合金表面的氧化物膜分為2層，其中外層為NiO，Ni2Cr2O4，Ni2CoO4和CrTaO4。

高雙等[24]對兩種鑄造鎳基合金的高溫氧化行為進行研究，結果表明：K317的氧化膜分3層，其中外層是NiO，TiO2和NiCr2O4；而K325的氧化膜分2層，其中外層是NiO，NiCr2O4和Nb2O5。在1000 ℃氧化時，K325中的Mo嚴重被氧化形成揮發(fā)性MoO3；同時氧化膜發(fā)生了局部剝落現(xiàn)象，氧化膜的附著性相對較差。

3.2 內氧化

氧化過程中，氧溶解到合金中并在合金內擴散，合金較活潑組元與氧反應，在合金內部生成不同類型的氧化物，這一過程叫做內氧化。

合金發(fā)生內氧化需要一定的條件：(1)基體金屬對氧有一定的溶解度；(2)溶質金屬原子的標準生成自由能必須比基體金屬氧化物的標準生成自由能更負；(3)氧在基體金屬中的溶解度和擴散能力必須能在反應前沿建立起所需要的溶解氧的活度；(4)合金的溶質濃度必須低于某一臨界值，如果高于這一臨界值，則合金中的溶質原子可能生成外氧化膜。上述條件只是合金發(fā)生內氧化的必要條件，而不是充分條件，合金發(fā)生內氧化還與外氧化膜的生長速度有關。如果外氧化膜的生長速度大于內氧化層的生長速度，氧化膜/合金界面移動速度高，不可能建立起內氧化區(qū)/合金前沿；只有外氧化膜的生長速度小于內氧化層的生長速度時，才有可能發(fā)生合金的內氧化。

鎳基高溫合金中內氧化產物一般以Al2O3和TiO2為主。

田素貴等[25]研究了高Cr鎳基合金的高溫內氧化行為，研究結果表明：隨恒溫氧化溫度的提高，空氣中的氧元素更容易通過氧化膜中的裂紋或氧化物的晶界，向合金內部擴散，并與合金中元素發(fā)生氧化反應，導致氧化膜厚度增加，在1000 ℃恒溫氧化期間，形成的氧化膜發(fā)生明顯剝落現(xiàn)象。試驗合金中元素Cr和Al的含量分別為12.59%和4.04%，兩元素的濃度均低于合金表層的形成單一 Cr2O3或 Al2O3氧化膜的臨界濃度，故恒溫氧化期間，合金表面形成以 Cr2O3為主，且富含Al2O3的混合氧化物膜。

趙雙群等[17]在新型鎳基高溫合金的氧化行為研究中發(fā)現(xiàn)：合金氧化時發(fā)生了外氧化和內氧化現(xiàn)象，氧化過程由通過氧化膜的元素傳輸控制。外氧化層由Cr2O3，TiO2和(Ni,Co)Cr2O4組成；中間層氧化物為SiO2，Al2O3和TiO2，內層氧化物為Al2O3和TiO2。合金氧化時形成的復合氧化膜結構尤其是混合中間層的形成對合金的抗氧化有益。

4 高溫合金氧化膜形貌

高溫合金氧化膜形貌具有不同特點，隨氧化條件和合金成分而改變，包括：顆粒狀、團簇狀、條狀、“釘楔”狀等；還有一些顆粒之間會形成溝壑、溝槽和孔洞等。一般鎳基合金在高溫氧化后Cr元素與氧反應會先形成致密的外氧化層，但隨著氧化時間、溫度的增加，外氧化層逐漸疏松剝落，氧化膜出現(xiàn)孔洞，Al元素和Ti元素與氧結合，沿晶界形成內氧化膜。典型高溫合金氧化膜形貌列舉如下：

617 合金氧化膜形貌[26]如圖 5所示，從圖5中可以看到800 ℃時的氧化物表面比較致密，氧化物顆粒較小，圖片表面有豎狀溝壑，是磨床留下的磨痕。在放大 5000 倍時發(fā)現(xiàn)表面有許多圓形顆粒團簇在一起。

圖6 K444合金的氧化膜截面組織形貌[1]

圖6為K444合金恒溫氧化100 h后氧化膜截面組織形貌[1]，氧化膜連續(xù)地覆蓋在試樣的表面，觀察發(fā)現(xiàn)，氧化產物區(qū)大致可分為3層厚度基本均勻的外氧化層、基體與外氧化層之間呈不連續(xù)分布的深色中間層以及內氧化層。氧化膜下層不連續(xù)、沿晶界的深色區(qū)域為Al元素的內氧化，由于合金中Al的濃度低，不足以擴散形成連續(xù)的Al2O3氧化膜，因而形成了“釘楔”狀的內氧化物，Al2O3氧化物層/基體內界面形成連續(xù)的氧化物帶能有效提高氧化膜的粘附性。

圖7為GH3535合金的截面氧化膜形貌[3]，由圖可以觀察到氧化膜有明顯的分層現(xiàn)象，且較為連續(xù)致密，最外層主要為NiO及少量復合氧化物，中間是Cr和Mo的富集，當氧化膜厚度增加到一定程度后，氧化膜逐漸由致密變?yōu)槭杷?，氧與Cr和Mo進一步反應形成氧化膜，由于外氧化層疏松剝落，氧化膜出現(xiàn)“釘楔”狀的內氧化層。中間的Cr2O3層又有一些空洞存在，給氧的內擴散提供通道，氧滲入基體首先與標準自由能更低的金屬Al發(fā)生內氧化，生成氧化孔洞。

圖7 GH3535合金的截面氧化膜形貌[3]

圖8為GH4700合金氧化100 h后氧化膜截面形貌[27]，氧化物呈塔狀沿縱向生長，且具有明顯的晶體形貌，能譜分析表明為Cr2O3和TiO2，還有少量的Al2O3。由于在基體表面存在螺旋位錯，金屬陽離子沿螺旋位錯擴散，使氧化物沿其臺階處生長，最終形成塔狀，形成了合金的外層氧化物。隨氧化時間的增加，TiO2粒子的分布密度減小且尺寸增大，細小的粒子逐漸團聚成粗大的顆粒，導致外層的氧化膜變得疏松。

圖8 GH4700合金的氧化膜截面形貌[27]

圖9為一種Cr5Co8Mo0.9W5.5 Ta7.4 Al6 Re4.2鎳基高溫合金在850 ℃氧化100 h后合金表面氧化膜形貌[23]，由圖可以觀察到，氧化膜呈顆粒狀，合金經850 ℃氧化100h后的氧化膜僅有外氧化層和內氧化層，合金外氧化層較薄并有少量孔洞，內氧化層中的內氧化物由表面向內以條狀形態(tài)垂直生長，內氧化層與外氧化層之間為白色的合金基體，合金基體與內氧化層之間無明顯界面。

圖9 鎳基高溫合金在850 ℃氧化的氧化膜形貌[23]

5 元素擴散機制氧化模型

鎳基合金的高溫氧化過程是由元素擴散所控制的。首先最外層的氧化膜由合金中元素的濃度含量決定，一般以Cr2O3,Al2O3和TiO2為主，Cr2O3膜的形成降低了基體和膜間界面處氧的活性，其他元素例如Al, Si, Ti等雖然濃度低，但依舊可以在外氧化層內側發(fā)生元素的選擇性氧化，導致了其他氧化膜的聚集，最外層氧化膜的形成在一定程度上阻礙了氧氣的擴散，減慢了氧化速度，但由于Ti元素與O元素的親和力很強，Ti氧化物的形成使氧化膜變得疏松，使得氧通過氧化膜向合金的基體內部擴散，促使沿晶界內氧化的進一步發(fā)生。所以鎳基高溫合金的氧化模型由合金內的元素擴散控制，形成了一系列的外氧化膜和沿晶界的內氧化膜。

圖10為617B合金在1000 ℃下的氧化行為示意圖[28]，氧化初期外表面形成了以Cr2O3為主的氧化膜，內氧化產物主要為Al2O3，隨著氧化的進行，由于Ti離子活性增強，Ti的氧化層在氧化膜最外層出現(xiàn)，此時氧化膜的增長取決于Ti離子在Cr2O3膜中的擴散。外層氧化膜成分的改變促使氧化膜分層，其中含Ti的最外層膜的致密性較差，其與內層Cr2O3膜的接觸位置也出現(xiàn)了褶皺和孔洞等缺陷，進一步加速了合金氧化。

圖10 617B合金1000 ℃氧化機制示意圖[28]

圖11為K444合金高溫氧化腐蝕機制模型[1]。在氧化初期有Cr2O3和TiO2等氧化物形成，同時有富含Cr和Ti的瘤狀氧化物生成。由于在相同條件下Ti4+離子較Cr3+離子的擴散遷移速率大，因此，在氧化膜外層形成以TiO2為主，少量Cr2O3的氧化層；隨著氧化的進行，氧化層出現(xiàn)了少量的尖晶石結構氧化物，氧化膜中Cr2O3比例逐漸增加，最終形成連續(xù)的Cr2O3保護性氧化膜。此氧化過程主要由離子在氧化膜中擴散控制，氧化速率較低。由于氧化膜中Ti氧化物的存在，使氧化膜變得較為疏松，從而有利于氧通過氧化膜向合金基體內部擴散，加速了沿晶界內氧化膜的產生。

圖11 K444合金高溫氧化腐蝕機制模型[1]

楊世偉等[29]對制備與未制備Al-Si涂層的試樣高溫氧化過程中元素的擴散進行了分析，如圖12所示。研究結果表明：由于Al-Si涂層與基體合金之間在高溫氧化過程中的互擴散形成了厚度為120-140 μm的滲層，該滲層由表層、外層、中間層和內層四部分組成。隨著氧化時間的延長，外層鋁含量逐漸降低，但仍能保持穩(wěn)定的β相。Si在擴散作用下形成內高外低的分布形式，有利于阻止涂層和基體元素之間的互擴散，降低了化合物層的形成速度，對提高Al-Si涂層抗高溫氧化能力是有積極作用的。

圖12 K4104 Al-Si涂層結構示意圖[29]

圖13是一種新型鎳基高溫合金的氧化模型[17]，該合金的化學組成為：w(C)=0.034%，w(Cr)=24.31%，w(Co)=19.63%，w(Al)=0.75%，w(Ti)=1.58%，w(Nb)=1.83%，w(Mo)=0.52%，w(Fe)=1.02%，w(Si)=0.45%，w(Mn)=0.27%，余下為Ni。根據多元合金選擇性氧化的基本規(guī)律，在氧化初期，Cr元素的濃度高于Al元素的濃度，合金主要發(fā)生鉻的選擇性氧化，同時發(fā)生鋁的內氧化[30]，但外層Cr2O3膜的形成降低了基體和膜間界面處氧的活性，因此合金中Si，Ti和Al元素的濃度雖然低，但仍可以在外氧化層內側發(fā)生選擇性氧化[31]。隨著氧化的進行，在外層與基體的界面出現(xiàn)了Al2O3聚集。Ti元素和O元素的親和力很強，在向外擴散的過程中分別在Cr2O3層的外表面以及Cr2O3膜與基體間氧化形成TiO2。

圖13 合金表面氧化膜結構示意圖[17]

6 結束語

鎳基高溫合金氧化的主要研究方法為靜態(tài)增重法，其次為循環(huán)氧化法和靜態(tài)減重法等。鎳基合金的氧化動力學曲線有直線規(guī)律、拋物線規(guī)律、立方規(guī)律和對數規(guī)律四種，其中以拋物線和立方規(guī)律為主。氧化產物一般是分層結構，分為外氧化和內氧化；其中外氧化產物一般以Cr2O3，NiO，NiCr2O4為主，內氧化產物一般以Al2O3和TiO2為主，氧化產物形貌多樣。鎳基合金的氧化機理模型主要為元素擴散機制。