Ti2AlNb合金表面等離子滲鋁的高溫氧化性能研究.pdf

1、Ti2AlNb合金具有高的高溫屈服強度、高的蠕變抗力和斷裂韌性，以及低的缺口敏感性，作為新一代高溫結(jié)構(gòu)材料顯示出了巨大潛力，對于降低飛行器的自重、提高燃油效率和高溫服役性能具有重要意義。但是，Ti2AlNb合金高溫抗氧化性能還不夠理想限制了此類合金在更高溫度下的使用。針對這一問題，本文采用等離子表面冶金技術(shù)在Ti2AlNb合金表面制備滲鋁層，采用 SEM、EDS、XRD等手段對滲鋁層的組織成分、相結(jié)構(gòu)等進行了分析研究，并考察了滲鋁層對T

2、i2AlNb合金的顯微硬度、耐磨性、耐腐蝕性以及抗高溫氧化性的影響。
　　探索出的等離子表面滲鋁的工藝參數(shù)為：源極電壓650V，陰極電壓450V，工作溫度700℃，氣壓40Pa，極間距10mm，時間3h時，能成功得到滲鋁層，并且滲鋁層表面均勻致密，不存在縫隙孔洞。滲鋁層厚度約10μm，由表層富鋁層、次表層合金層、內(nèi)層擴散過渡層組成，其成分沿表面至基體內(nèi)部呈梯度分布，與基體冶金結(jié)合，顯微硬度約為440.2HV0.1，高于Ti2AlN

3、b合金基體。球-盤磨損試驗表明，滲鋁層能有效提高合金基體的耐磨性，電化學(xué)測試結(jié)果顯示，滲鋁層的耐腐蝕性與Ti2AlNb合金基體相當(dāng)，略有降低，但不影響使用。對基體與滲鋁試樣分別在650℃、750℃、850℃下進行100h的氧化試驗后，滲鋁層的增重量明顯小于基體的氧化增重，且滲鋁后的氧化膜致密連續(xù)無裂痕剝落。經(jīng)SEM、EDS、XRD等手段分析，Ti2AlNb合金基體高溫氧化產(chǎn)物為TiO2、AlNbO4，以及少量的Al2O3，滲鋁層氧化膜則