TiAl基合金表面改性層耐磨性能及高溫氧化性能的研究.pdf

1、TiAl基合金密度低，具有高的比強(qiáng)度和比彈性模量，使用溫度與高溫Ni基合金相近，但其密度僅為高溫Ni基合金的一半，因此被認(rèn)為是新一代高溫結(jié)構(gòu)候選材料之一，可廣泛應(yīng)用于汽車或航空發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫部件。然而，TiAl基合金的耐磨性能和抗高溫氧化能力不足限制了其應(yīng)用范圍，成為亟待解決的關(guān)鍵問題。 雙層輝光離子滲金屬技術(shù)是利用擴(kuò)散機(jī)制，將預(yù)滲元素輸送到基體表層內(nèi)，形成較大厚度的致密的合金梯度層，這種合金層與基體之間屬于冶金結(jié)合，沒有性能突變

2、的界面，因此具有較強(qiáng)的結(jié)合力。目前，雙輝技術(shù)已成功地應(yīng)用于普通固溶體基材的表面處理，對(duì)有序金屬間化合物基材的表面合金化處理還不多見。因此，本文采用雙層輝光離子滲金屬技術(shù)在TiAl基合金表面滲Mo、離子滲C及Mo+C復(fù)合滲，以期提高TiAl基合金的耐磨性能和抗高溫氧化性能，如果這一目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，TiAl基合金將有望替代Ni基高溫合金，成為未來金屬材料領(lǐng)域的主力軍。隨后用OM、GDS、XRD、SEM分析改性層的顯微組織、化學(xué)成分及其組成相，

3、并測(cè)試其顯微硬度、耐磨性能和抗高溫氧化性能。 試驗(yàn)結(jié)果表明：(1)在一定的試驗(yàn)參數(shù)下，TiAl基合金表面可以獲得理想的改性層組織，改性層成分由表層向基體內(nèi)部呈梯度分布，改性層與基體為完全冶金擴(kuò)散層結(jié)合；(2)雙層輝光離子滲Mo和Mo+C復(fù)合滲對(duì)提高TiAl基合金的耐磨性能和抗高溫氧化性能均起到有益作用，尤其是Mo+C復(fù)合滲，TiAl基合金表面硬度比原試樣提高近2倍，且其耐磨性和抗高溫氧化能力明顯提高，表現(xiàn)出優(yōu)異的耐磨性能和抗高溫