γ-TiAl輝光等離子滲Cr及Cr-C共滲層的組織結構與性能研究.pdf

1、γ-TiAl基合金密度低，具有高的比強度和比彈性模量，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，因此被認為是新一代高溫結構候選材料之一，可廣泛應用于汽車或航空發(fā)動機的高溫部件。然而，γ-TiAl基合金的耐磨性能和抗高溫氧化能力不足嚴重限制了其應用范圍，成為亟待解決的關鍵問題。 利用表面處理技術在γ-TiAl基合金表面形成改性層是提高其摩擦學性能和抗高溫氧化能力的重要手段。但常規(guī)的表面處理技術，如離子氮化、物

2、理氣相沉積、離子注入等獲得的表面改性層，只適用于改善其在常溫下中低載荷和中低滑動速度下的摩擦學性能，在高溫高載荷、高滑動速度條件下，以上改性層往往由于改性層厚度不夠、抗高溫氧化能力差、韌性不足或結合強度低等問題而易導致失效。 針對上述問題，本文提出采用雙層輝光等離子滲金屬技術（DGPSAT），在γ-TiAl基合金表面形成滲Cr及Cr-C共滲的改性層，隨后用OM，EDS，XRD，SEM分析了改性層的顯微組織、化學成分及其相組成，并

3、測試了其表面彈性模量、表面顯微硬度、高溫（500℃）和常溫摩擦磨損性能以及抗高溫（830℃）氧化能力。 試驗結果表明：（1）在一定的試驗參數條件下，γ-TiAl基合金可獲得理想的表面改性層，其成分由表層向基體內部呈梯度分布，改性層與基體為完全冶金擴散層結合，表面彈性模量得到大幅度降低；（2）雙層輝光等離子滲Cr和Cr-C復合滲對提高γ-TiAl基合金的耐磨性能和高溫抗氧化性能均起到有益作用，尤其是Cr-C復合滲，其表面顯微硬度大