γ-TiAl雙輝等離子滲鉭工藝及改性層性能研究.pdf

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，被公認為最有發(fā)展前景的高溫結構材料之一。但是γ-TiAl在700℃以上抗氧化性能仍亟待提高，并且在強還原性介質中會發(fā)生嚴重的局部腐蝕或全面腐蝕，這些缺陷限制了其應用。本課題提出采用雙層輝光等離子滲金屬技術，在γ-TiAl表面制備鉭改性層，顯著提高其抗高溫氧化及耐蝕性能。
　　經過正交實驗獲得最佳工藝參數，所制備的Ta改性層厚度約為25μm，與基體結合良好，結

2、合力達到60N。表面改性層主要物相為α-Ta，并且表面顯微硬度達到415.36HV0.3。Ta改性層的納米硬度達到448.4DHT115，相對于基體有明顯的升高，彈性模量為2.29×105Mpa，相對于基體明顯降低說明具有較好的變形能力以及較好的抗塑性變形的能力。
　　TiAl基體與Ta改性層的高溫抗氧化性能測試實驗分別在750℃、800℃和850℃下進行。TiAl合金滲Ta后試樣表面的氧化產物以Ta2O5、AlTaO4等混合氧化

3、物為主，氧化膜堆積致密無孔洞，氧化動力學曲線基本符合Wagner拋物線氧化規(guī)律，合金的抗氧化性能得到提高。
　　電化學腐蝕實驗分別在10wt％和20wt%HCl溶液及10wt%和40wt%H2SO4溶液中進行，結果表明Ta改性層表面形成的Ta2O5膜具有優(yōu)越的耐腐蝕能力，能有效阻止Cl-的進入，并且具有一定粘附作用，可以使原本松散的TiO2鈍化膜保持完整連續(xù)，因此其抗腐蝕性能得到提高。熔鹽腐蝕實驗表明，改性層表面形成一層堅固的β-