本文系统研究了低Cr（4 wt.%）与高Cr（7 wt.%）两种镍基单晶高温合金在25℃至900℃循环温度场下的热腐蚀疲劳行为。研究发现，在纯热疲劳条件下，即使经过360次循环，合金也未出现明显裂纹，而引入Na₂SO₄+NaCl盐溶液的热腐蚀环境后，仅80次循环便引发严重裂纹萌生与扩展。低Cr合金因热腐蚀反应剧烈，表面氧化层剥落严重，内部形成条状MoₓSᵧ硫化物，与基体产生显著热失配应力，导致裂纹优先沿硫化物区域扩展；而高Cr合金则生成球状CrₓSᵧ硫化物，应力集中程度低，结构完整性保持良好。此外，有限元模拟结果表明，较小孔径（0.5 mm）会加剧孔边应力集中，进一步促进裂纹萌生。研究从驱动力与强度因子角度系统揭示了热腐蚀对热疲劳的加速机制，为镍基单晶高温合金在海洋及工业燃气轮机环境下的服役行为提供了理论依据。

图3：展示了低Cr含量合金在电火花打孔（0.5 mm孔径）后的微观结构。孔外表面和内壁均可见不平整的氧化层，内壁存在明显的熔坑剥落结构，坑内可见氧化物和微裂纹，表明加工过程已引入初始缺陷。

图8：对比了四种样品经80次热腐蚀疲劳循环后的表面形貌。低Cr小孔样品表面出现严重裂纹和氧化层剥落；低Cr大孔样品虽有裂纹但完整性稍好；高Cr合金表面结构保持较好，裂纹数量少且未从孔边萌生。

热腐蚀环境显著加剧镍基单晶高温合金的热疲劳损伤，使原本在纯热疲劳下无明显裂纹的合金在80次循环内即出现严重开裂。裂纹萌生主要由热腐蚀引起的氧化层剥落主导，受合金晶体取向影响较小。裂纹扩展由硫化物与基体的热失配应力驱动，低Cr合金中形成的条状MoₓSᵧ因弹性模量高、热膨胀系数与基体差异大且结构疏松，导致裂纹更易沿其扩展。高Cr合金中球状CrₓSᵧ则显著抑制裂纹萌生与扩展。此外，孔径越小，孔边应力集中越明显，但Cr含量对热腐蚀疲劳行为的影响更为关键。