TiAl合金表面等離子NiCr共滲工藝和性能的研究.pdf

1、本論文采用雙輝離子滲金屬技術(shù)對(duì)TiAl表面進(jìn)行等離子NiCr共滲研究。研究了NiCr共滲的各種工藝參數(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，得出了典型工藝參數(shù)，并對(duì)典型工藝下的滲層成分、結(jié)構(gòu)、硬度進(jìn)行了檢測(cè)。此外分別對(duì)典型工藝下的NiCr共滲試樣和TiAl基體進(jìn)行了高溫抗氧化性能和磨損性能分析。研究結(jié)果表明: 1.經(jīng)過(guò)等離子NiCr共滲處理的TiAl試樣在650℃下氧化100h后(TiAl-NiCr)，相比于TiAl氧化增重略大，表面生成了Al2O

2、3、Ti02和NiCr2O4的氧化物。氧化膜完整致密，厚度較薄，具有一定的抗氧化能力。 2.與TiAl試樣相比，TiAl-NiCr試樣在900℃空氣中氧化時(shí)的氧化速率明顯減緩。分別對(duì)900℃高溫下經(jīng)過(guò)不同氧化時(shí)間5h、20h和100h的TiAl和rnAl-NiCr試樣進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果表明:TiAl在100h的氧化過(guò)程中，在不同的時(shí)間段表面均生成了以TiO2為主的氧化膜，Al2O3的含量較少。氧化膜結(jié)構(gòu)疏松，抗氧化能力差。而Ti

3、Al-NiCr試樣在不同的氧化時(shí)間表面基本均形成了TiO2、Al2O3、NiCr2O4 、Cr2O3、NiO的氧化物，Al2O3、NiCr2O4.、Cr2O3都具有良好的抗氧化性，氧化膜未出現(xiàn)脫落，氧化膜組織較為致密，與基體結(jié)合較為牢固。 3.在1000℃空氣中氧化時(shí)，TiAl-NiCr試樣的氧化速率仍然低于TiAl試樣的氧化速率，但從其表面形貌和截面照片來(lái)看，TiAl-NiCr在1000℃時(shí)抗高溫氧化性能差。 4.在高

4、溫磨損過(guò)程中，TiAl-NiCr與TiAl相比平均摩擦系數(shù)減小，磨損量減小，比磨損率提高了近兩個(gè)數(shù)量級(jí)，TiAl-NiCr的磨痕寬度遠(yuǎn)小于TiAl的磨痕寬度。表明NiCr共滲不僅可以起到減摩的效果，而且提高了TiAl的抗磨損能力。 5.在微動(dòng)磨損過(guò)程中，TiAl-NiCr的磨擦系數(shù)略高于，TiAl的摩擦系數(shù)，但其磨損量低于TiAl的磨損量，TiAi-NiCr的磨痕范圍小于TiAl的磨痕范圍。表明NiCr共滲雖然沒(méi)有起到減摩的效果