γ-TiAl雙輝等離子滲鉭工藝及改性層性能研究.pdf

1、與傳統(tǒng)高溫合金相比，γ-TiAl具有密度低，比強(qiáng)度、比模量相對(duì)較高的優(yōu)勢(shì)，被公認(rèn)為最有發(fā)展前景的高溫結(jié)構(gòu)材料之一。但是γ-TiAl在700℃以上抗氧化性能仍亟待提高，并且在強(qiáng)還原性介質(zhì)中會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的局部腐蝕或全面腐蝕，這些缺陷限制了其應(yīng)用。本課題提出采用雙層輝光等離子滲金屬技術(shù)，在γ-TiAl表面制備鉭改性層，顯著提高其抗高溫氧化及耐蝕性能。
　　經(jīng)過(guò)正交實(shí)驗(yàn)獲得最佳工藝參數(shù)，所制備的Ta改性層厚度約為25μm，與基體結(jié)合良好，結(jié)

2、合力達(dá)到60N。表面改性層主要物相為α-Ta，并且表面顯微硬度達(dá)到415.36HV0.3。Ta改性層的納米硬度達(dá)到448.4DHT115，相對(duì)于基體有明顯的升高，彈性模量為2.29×105Mpa，相對(duì)于基體明顯降低說(shuō)明具有較好的變形能力以及較好的抗塑性變形的能力。
　　TiAl基體與Ta改性層的高溫抗氧化性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)分別在750℃、800℃和850℃下進(jìn)行。TiAl合金滲Ta后試樣表面的氧化產(chǎn)物以Ta2O5、AlTaO4等混合氧化

3、物為主，氧化膜堆積致密無(wú)孔洞，氧化動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)基本符合Wagner拋物線(xiàn)氧化規(guī)律，合金的抗氧化性能得到提高。
　　電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)分別在10wt％和20wt%HCl溶液及10wt%和40wt%H2SO4溶液中進(jìn)行，結(jié)果表明Ta改性層表面形成的Ta2O5膜具有優(yōu)越的耐腐蝕能力，能有效阻止Cl-的進(jìn)入，并且具有一定粘附作用，可以使原本松散的TiO2鈍化膜保持完整連續(xù)，因此其抗腐蝕性能得到提高。熔鹽腐蝕實(shí)驗(yàn)表明，改性層表面形成一層堅(jiān)固的β-