采用双层辉光等离子表面技术在γ-TiAl合金表面制备铬钨共渗层, 用SEM、EDS和XRD分析等方法结合高温氧化试验, 研究了该共渗层在高温下的氧化(共100 h)行为。结果表明: γ-TiAl合金经双层辉光等离子铬钨共渗后, 共渗层表面形貌完好, 组织均匀, 与基体连接紧密, 结合处无孔洞及裂纹等缺陷存在; 铬钨共渗层在高温下可形成保护性氧化膜, 有效降低了氧化速率, 与γ-TiAl合金基体相比, 氧化增重降低, 抗氧化能力明显提高; 随氧化温度升高, 铬钨共渗层的氧化增重明显增大, 但氧化机制不变; 在氧化过程中, 除了铬、钨发生内扩散外, 基体中的钛、铝元素均发生了显著的外扩散。
所属栏目
试验研究国家自然科学基金资助项目(飞机51175247); 南京航空航天大学创新创业训练计划资助项目(20120125074984)
收稿日期
2013/2/232014/2/16
作者单位
魏祥飞:南京航空航天大学材料科学与技术学院, 南京 211106
张平则:南京航空航天大学材料科学与技术学院, 南京 211106
魏东博:南京航空航天大学材料科学与技术学院, 南京 211106
沙李丽:南京航空航天大学材料科学与技术学院, 南京 211106
周鹏:南京航空航天大学材料科学与技术学院, 南京 211106
张扬:南京航空航天大学材料科学与技术学院, 南京 211106
备注
魏祥飞(1988-), 男, 黑龙江齐齐哈尔人, 博士研究生。
引用该论文:
WEI Xiang-fei,ZHANG Ping-ze,WEI Dong-bo,SHA Li-li,ZHOU Peng,ZHANG Yang.High-Temperature Oxidation Behavior of Double Glow Plasma Cr-W Alloying Layer on γ-TiAl Alloy Surface[J].Materials for mechancial engineering,2014,38(5):12~16
魏祥飞,张平则,魏东博,沙李丽,周鹏,张扬.γ-TiAl合金表面双层辉光等离子铬钨共渗层的高温氧化行为[J].机械工程材料,2014,38(5):12~16
被引情况:
【1】
叶喜葱,吴彬彬,罗爱娇,赵光伟, "金属型底浇式真空吸铸钛铝基合金凝固的有限元模拟",机械工程材料
40, 49-53(2016)
参考文献
【1】
YE H Q. Recent developments in Ti3Al and TiAl intermetallics research in China[J].Materials Science and Engineering:A,1999,263(2):289-295.
【2】
黄劲松, 刘咏, 贺跃辉, 等.Ti-Al-Nb-W-B合金不同工艺处理状态的组织演变及钨的作用[J].金属热处理,2006(7):13-17.
【3】
郑婷,骆心怡,孙晓宾,等.钛合金表面抗氧化技术的研究进展[J].机械工程材料,2010,34(4):11-13.
【4】
ZHANG W J, FRANCESCONI L, EVANGELISTA E. A novel heat treatment to develop very fine lamellar structure in cast gamma-base TiAl alloys[J].Materials Letters,1996,27(4/5):135-138.
【5】
LI X Y, TANIGUCHI S. Oxidation behavior of a γ-TiAl-based alloy implanted by silicon and/or carbon[J].Materials Science and Engineering:A,2005,398(1/2):268-274.
【6】
MUKHERJEE S, MAITZ M F, PHAM M T, et al. Development and biocompatibility of hard Ti-based coatings using plasma immersion ion implantation-assisted deposition[J].Surface and Coatings Technology, 2005, 196(1/3): 312-316.
【7】
LI X Y, TANIGUCHI S, ZHU Y C, et al. Oxidation beha-vior of TiAl protected by Si+Nb combined ion implantation[J].Intermetallics,2001,9(5):443-449.
【8】
GRAY S, JACOBS M H, PONTON C B, et al. A method of heat-treatment of near γ-TiAl to enhance oxidation resistance by the formation of a Ti5Si3 layer[J].Materials Science and Engineering: A,2004,384(1/2):77-82.
【9】
周海,陈飞,姚斌,等.TiAl 合金表面等离子喷涂双层涂层组织与性能的研究[J].机械工程材料,2004,28(7):37-39.
【10】
王东生, 田宗军, 陈志勇, 等.TiAl合金表面抗高温氧化涂层研究[J].中国腐蚀与防护学报,2009(1):1-8.
【11】
王福会, 唐兆麟.TiAl金属间化合物的高温氧化与防护研究进展[J].材料研究学报,1998(4):337-344.
【12】
TEDMON JR C S. The high-temperature oxidation of ductile Cr Ru alloys[J].Journal of the Less Common Metals,1966,10(5):301-311.
【13】
GULBRANSEN E A. Infra-red heating source and associated apparatus for the study of contaminants in inert gases[J].Thermochimica Acta,1979,29(2):295-299.
【14】
高原, 徐晋勇, 高清, 等.双层辉光离子渗金属技术特点分析[J].热加工工艺,2006(3):56-59.
【15】
CASTALDI L, KURAPOV D, REITER A, et al. High temperature phase changes and oxidation behavior of Cr-Si-N coatings[J].Surface and Coatings Technology,2007,202(4/7):781-785.
【16】
WEI D B, ZHANG P Z, YAO Z J, et al. Oxidation of double-glow plasma chromising coating on TC4 titanium alloys[J].Corrosion Science,2013,66:43-50.
【17】
LEYENS C, VAN LIERE J W, PETERS M, et al. Magnetron-sputtered Ti-Cr-Al coatings for oxidation protection of titanium alloys[J].Surface and Coatings Technology,1998,108/109:30-35.
【18】
童长青, 成来飞, 张立同, 等.C/SiC-W复合材料的制备与表征[J].航空材料学报,2006(3):152-156.
【19】
彭其春, 李光强, 朱诚意.稀土元素对Fe-Cr-Al系合金抗氧化性的影响[J].稀土,2003(5):13-17.
【20】
魏东博, 张平则, 姚正军, 等. TC4合金双辉等离子渗Cr高温氧化行为[J].材料热处理学报,2011(10):146-150.