γ-TiAl合金Cr-Mo共滲合金層的制備與性能研究.pdf

1、鈦合金在一定的氣壓、溫度等工作條件下會(huì)發(fā)生氧化和燃燒,而且蔓延速度快,稱之為“鈦火”,限制了其在某些服役條件下的應(yīng)用。針對(duì)以上問(wèn)題,本文采用雙層輝光等離子滲金屬技術(shù)在?-TiAl合金表面進(jìn)行Cr-Mo共滲,在其表面制備阻燃合金層。首先進(jìn)行工藝研究,然后分析改性層的成分、組織,測(cè)試改性層的結(jié)合力和硬度,并重點(diǎn)研究常溫和高溫時(shí)摩擦磨損性能、抗高溫氧化能力和阻燃性能。
　　經(jīng)過(guò)正交實(shí)驗(yàn),得出最佳工藝參數(shù)為:源極電壓950V,陰極電壓50

2、0V,氣壓48Pa,極間距18mm,保溫時(shí)間3小時(shí)。在此條件下形成的表面改性層與基體為冶金結(jié)合,組織致密、均勻,厚度約為6μm。表面改性層主要由Al8Cr5、Al5Mo、TiCr和TiAl等物相組成,表面顯微硬度顯著提高,達(dá)到1053.4 HV0.1。
　　Cr-Mo共滲試樣經(jīng)過(guò)摩擦實(shí)驗(yàn)后,其摩擦系數(shù)、磨痕寬度、磨痕深度均低于TiAl基體試樣,尤其是摩擦系數(shù)波動(dòng)幅度顯著減小,磨損失重遠(yuǎn)低于基體,耐磨性能得到較大程度的提高。

3、　　恒溫氧化100小時(shí)后,TiAl基體表面的氧化產(chǎn)物是以TiO2為主的TiO2與Al2O3混合物,氧化物顆粒粗大,氧化膜疏松多孔,容易氧化;Cr-Mo共滲后試樣的抗高溫氧化性能得到一定程度的提高,氧化產(chǎn)物為Cr2O3、Al2O3、TiO2和少量的MoO3等,氧化膜堆積致密,保持完整,能有效阻止氧侵入基體。
　　激光點(diǎn)燃試驗(yàn)結(jié)果表明,Cr-Mo共滲試樣起火燃燒的最小功率和激光點(diǎn)燃時(shí)的表面溫度分布均大于TiAl基體,燃燒后共滲試樣形貌