TiAl基合金等離子表面改性及其腐蝕性能研究.pdf

1、TiAl金屬間化合物具有密度低、熔點(diǎn)高以及較高的高溫強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，成為航空航天領(lǐng)域重要的結(jié)構(gòu)材料。但是在800℃以上抗氧化性不足限制了它在高溫時的使用。為了使TiAl有更廣泛的應(yīng)用價值，一些學(xué)者通過添加第三種元素提高其耐磨性和抗氧化性能，但這種方法的改善效果是有限的，因?yàn)檫^量的添加合金元素會對TiAl合金的機(jī)械性能產(chǎn)生有害的影響。
　　 利用雙層輝光離子滲金屬技術(shù)對TiAl合金進(jìn)行離子滲鈮處理之后再經(jīng)過離子滲碳處理，可以明顯的改善

2、TiAl合金的耐磨性及高溫氧化性能。本文通過離子滲鈮工藝參數(shù)的優(yōu)化試驗(yàn)，研究了鈮元素對隨后合金滲碳層特性的影響；研究了TiAl滲鈮和Nb-C復(fù)合滲后的TiAl合金在900℃空氣中的循環(huán)氧化行為，并進(jìn)行了與TiAl基材氧化對比試驗(yàn)分析，對其氧化機(jī)理進(jìn)行了初步探討。
　　 另外，鈦還有一個突出的性能就是耐蝕性，無論在氧化性環(huán)境中還是在氯化物、硫化物、濕氯等苛刻的腐蝕介質(zhì)中都表現(xiàn)出良好的腐蝕性。但是鈦在一些特殊性介質(zhì)里，如還原性酸中容

3、易受到腐蝕，為了解決此問題，需要對其進(jìn)行一定的表面處理。本實(shí)驗(yàn)采用雙輝等離子合金化技術(shù)，在TiAl合金表面進(jìn)行鈮表面合金化處理及Nb-C復(fù)合滲，形成合金滲層，分別選取3.5[％](質(zhì)量分?jǐn)?shù))NaCl溶液，5.8[％](質(zhì)量分?jǐn)?shù))HCl溶液,8.8[％](質(zhì)量分?jǐn)?shù))濃度為98[％]的H2SO4溶液進(jìn)行電化學(xué)試驗(yàn)。繪制極化曲線，對三者進(jìn)行耐腐蝕性能比較分析。希望能將本課題的試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)用于鈦合金領(lǐng)域防腐性能的研究。
　　 研究結(jié)果表明

4、：(1)通過優(yōu)化工藝參數(shù)，在TiAl合金表面得到一定厚度的、成分呈梯度分布并與基體結(jié)合牢固的Nb合金化層；(2)Nb-C復(fù)合滲可以在一定程度上改善TiAl合金的抗氧化性能，但抗氧化性不如TiAl等離子滲鈮后的試樣。(3)與TiAl基材，TiAl單純滲 Nb相比，TiAl合金經(jīng) Nb-C復(fù)合滲后表面硬度明顯提高，可以提高其耐磨性能。(4)通過在3.5[％]NaCl溶液，5.8[％]HCl溶液中，8.8％H2SO4溶液中的電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)，T