γ-TiAl雙輝等離子Zr-Y共滲工藝及改性層性能研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、與傳統(tǒng)高溫合金相比,γ-TiAl具有密度低,比強度、比模量相對較高的優(yōu)勢,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,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Zr-Y改性層,在高溫下涂層被氧化時表面形成氧化釔穩(wěn)定氧化鋯的熱障涂層,顯著提高其抗高溫氧化性能。
  經(jīng)過正交實驗獲得最佳工藝參數(shù),所獲得的Zr-Y改性層的厚度約23μm,其中沉積層

2、為18μm,擴散層為5μm。改性層表面主要由單質(zhì)Zr和單質(zhì)Y兩種相組成。經(jīng)過雙輝表面Zr-Y共滲之后,改性層的硬度比基體的硬度有了顯著提高,改性層的顯微硬度為857.2HV0.1,納米硬度達到DHT115=828.01,相比于基體有了明顯的提升。改性層的彈性模量為137.4GPa,形變能力較強,在溫度升高之后能抵抗熱應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力。
  γ-TiAl基體與 Zr-Y改性層的高溫抗氧化性能測試實驗分別在750℃、800℃和850℃下進

3、行。Zr-Y共滲試樣表面氧化物為ZrO2和彌散分布的Y2O3,稀土元素Y能夠細(xì)化晶粒,使得氧化膜結(jié)構(gòu)致密,與基體結(jié)合良好,抗高溫氧化性能最好。在850℃下,Y2O3穩(wěn)定ZrO2熱障涂層給基體良好的抗氧化效果,有效改善基體的抗高溫氧化性能。
  基體與改性層的耐磨性能在不同載荷、轉(zhuǎn)速、溫度下進行。往復(fù)摩擦實驗和球盤磨損實驗表明;γ-TiAl合金表面等離子 Zr-Y共滲后,無論室溫還是高溫條件下耐磨性能得到明顯的提高。在不同實驗參數(shù)下

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