TiAl合金等離子表面滲Cr及抗高溫氧化性能的研究.pdf

1、本文使用雙層輝光離子滲金屬技術(shù)，在TiAl合金表面進(jìn)行滲Cr處理。通過優(yōu)化工藝參數(shù)，得到與基體結(jié)合良好，具有一定厚度的滲Cr層。分析表面合金層的成分、組織、結(jié)構(gòu)；對合金層的摩擦學(xué)性能進(jìn)行考察，試驗(yàn)方式包括室溫微動磨損及高溫球盤磨損；在650℃、900℃、1000℃靜止空氣中的進(jìn)行恒溫氧化試驗(yàn)，對改性前后材料的氧化行為對比分析，并就其氧化機(jī)制進(jìn)行了初步探討；利用SRIM2003軟件模擬雙層輝光離子滲金屬條件下粒子的碰撞，濺射率和吸收率與試

2、驗(yàn)結(jié)果吻合，定量分析試樣表面空位濃度。研究結(jié)果表明： 1、優(yōu)化工藝參數(shù)下，TiAlCr合金層厚度60μm、成分呈梯度分布并與基體結(jié)合牢固；TiAlCr合金層微動磨損及500℃下高溫磨損性能大幅提高，改變了粘著磨損機(jī)理。 2、TiAl合金在900℃氧化先形成θ-Al2O3，之后轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Al2O3，期間伴隨有裂紋產(chǎn)生，導(dǎo)致氧化膜開裂。 3、TiAl-Cr合金抗氧化性能，Cr的作用，1)首先在表面形成保護(hù)性膜Cr2O

3、3，隨著氧化時間延長，TiAl-Cr合金層具有自修復(fù)功能，繼續(xù)生成Cr2O3薄膜；2)當(dāng)表面不足以形成Cr2O3保護(hù)膜時，由于Cr取代合金中Ti的位置，降低Ti的活度，提高Al的活度，促進(jìn)表面直接生成柱狀α-Al2O3。 4、使用SRIM2003軟件模擬粒子碰撞，源極的濺射率與基體的吸收率與試驗(yàn)結(jié)果基本吻合，濺射率達(dá)到1.0％。 5、在Cr+、Ar+粒子轟擊下，TiAl試樣表面形成的空位濃度約為0.2～0.5×10-4％