TiAl合金表面Al-Y渗层的组织及高温抗氧化性能

作     者：李涌泉 郝清锐 梁国栋 王存喜 刘树静 

作者机构：北方民族大学材料科学与工程学院 北方民族大学机电工程学院 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(52161009,51961003) 西部之光(XAB2022YW07) 过程装备与控制工程四川省高校重点实验室(GK202309)资助项目 

主　　题：TiAl合金 Al-Y渗层 组织结构 高温氧化 

摘      要：通过930℃下保温2h的扩散渗工艺在TiAl合金表面制备了Al-Y渗层，采用SEM、XRD、EDS分析了渗层的组织结构及相组成，对比研究了TiAl基体及渗层在1000℃下的高温氧化性能。结果表明：该工艺下制备的渗层厚约为53μm，具有复合结构，由外向内依次为TiAl3、TiAl2浅表层，TiAl3中间层和TiAl2内层，且渗层与基体为良好的冶金结合。高温氧化试验表明：TiAl基体氧化过程中形成的富Ti氧化物外层和TiO2+Al2O3次外层，氧化膜结构疏松，无法阻碍O元素的内扩散，导致氧化膜反复剥落，最终引发灾难性氧化；Al-Y渗层在氧化时表面形成致密的Al2O3膜层，阻碍了O元素的内扩散，有效的提高了合金的高温抗氧化性能，随着氧化时间的延长，氧化后期Al元素的内/外扩散及Ti的外扩散导致渗层表面氧化膜发生剥落，但未剥落的残余渗层依旧与基体保持着良好的冶金结合，对基体合金的抗高温氧化仍具备保护性。