tial基合金表面改性层耐磨性能及高温氧化性能的研究

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1、太原理I+人学硕十研究七学俺论文TAI基合金表面改性层耐磨性能及高温氧化性能的研究摘要TiAI基合金密度低，具有高的比强度和比弹性模量，使用温度与高温Ni基合金相近，但其密度仅为高温Ni基合金的一半，因此被认为是新一代高温结构候选材料之一，可广泛应用于汽车或航空发动机的高温部件。然而，TiM基合金的耐磨性能和抗高温氧化能力不足限制了其应用范围，成为亟待解决的关键问题。双层辉光离子渗金属技术是利用扩散机制，将预渗元素输送到基体表层内，形成较大厚度的致密的合金梯度层，这种合金层与基体之间属于冶金结合，没有性能突变的界

2、面，因此具有较强的结合力。目前，双辉技术已成功地应用于普通固溶体基材的表面处理，对有序金属问化合物基材的表面合金化处理还不多见。因此，本文采用双层辉光离子渗金属技术在TiAI基合金表面渗Mo、离子渗C及Mo+C复合渗，以期提高TiAI基合金的耐磨性能和抗高温氧化性能，如果这一目标得以实现，TiM基合金将有望替代Ni基高温合金，成为未来金属材料领域的主力军。随后用OM、GDS、XRD、$EM分析改性层的显微组织、化学成分及其组成相，并测试其显微硬度、耐磨性能和抗高温氧化性能。试验结果表明：(1)在一定的试验参数下，

3、TiAI基合金表面可以获得理想的改性层组织，改性层成分由表层向基体内部呈梯度分布，T太原理I：人学砸4：研究生学伊论文改性层与基体为完全冶金扩散层结合：(2)双层辉光离子渗Mo和Mo+C复合渗对提高TiAl基合金的耐磨性能和抗高温氧化性能均起到有益作用，尤其是Mo+C复合渗，TiAl基合金表面硬度比原试样提高近2倍，且其耐磨性和抗高温氧化能力明显提高，表现出优异的耐磨性能和抗高温氧化性能；(3)离子渗碳虽然可以改善TiAl基合金的耐磨性能，但对其抗高温氧化性能未产生明显影响。关键词：TiAl基合金，等离子合金化，

4、离子渗碳，耐磨性，高温氧化性能太原理I．人’学硕fjfjJl=究0：学托论文、VEARRESISTANCEANDHIGH—TEMPERATUREOXIDATl0NRESIST久NCEOFMODIFIEDLAYERSONTHETiAlBASEDALLOYABSTRA(玎STheTiAlbasedalloyhasspecialtiesoflowdensity、highspecificstrengthandhighelasticmodulus．ItsworkingtemperatureiscloselyuptoNiba

5、sedalloy，butthedensityofTiAIisahalfofNibasedalloy．SotheTi～basedalloyisconsideredtobeoneofthepromisinghightemperaturestructuralmaterialsandusedforawideapplicationsforexampletheadvancedautomotiveandaerospaceenginecomponents．However，thekeyproblemsinthepracticalu

6、seoftheTiAIbasedalloyareitspoorwearresistanceandhigh—temperatureoxidationresistanceUsingthedoubleglowplasmasurfacealloyingtechnique，alloyingelementsarefeededtothesurfaceofthesubstratebydiffusionmechanisms，formingathickandcompactalloyedlayer，whichismetallurgic

7、allybondedtothesubstratewithoutspalling．Thedoubleglowplasmasurfacealloyingtechniquehasbeensuccessfullyutilizedtogeneralmaterials，butfewlII太原理。I：√：学硕_：研究生学位论文attemptshavebeencarriedoutonintermetallics．Inthepaper，plasmaMosurfacealloyingbydoubleglowplasmaalloyin

8、gtechnique、plasmacarburizationandacombinedtreatmentofplasmaMosurfacealloyingandcarburizationwillbeappliedtotheTiAlbasedalloytoimproveitswearresistanceandhigh—temperatureoxidationresistanc