γ-TiAl輝光等離子滲Cr及Cr-C共滲層的組織結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、γ-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，γ-TiAl基合金的耐磨性能和抗高溫氧化能力不足嚴(yán)重限制了其應(yīng)用范圍，成為亟待解決的關(guān)鍵問題。 利用表面處理技術(shù)在γ-TiAl基合金表面形成改性層是提高其摩擦學(xué)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(shù)，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(dòng)速度下的摩擦學(xué)性能，在高溫高載荷、高滑動(dòng)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(jié)合強(qiáng)度低等問題而易導(dǎo)致失效。 針對(duì)上述問題，本文提出采用雙層輝光等離子滲金屬技術(shù)（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(xué)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(yàn)結(jié)果表明：（1）在一定的試驗(yàn)參數(shù)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(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，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(fù)合滲對(duì)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(fù)合滲，其表面顯微硬度大