李涌泉
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谢发勤
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吴向清
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姚小飞
稀有金属材料与工程
通过1050℃下Si-A1-Y2O3扩散共渗4h的方法在TiAl合金表面制备了Y改性的Si-Al共渗层,采用SEM、EDS和XRD分析共渗层的结构及相组成,并对TiAl合金基体及共渗层的常温(20℃)及高温(600℃)耐磨性进行研究.结果表明:1050℃下共渗4h所制备的Si-Al-Y共渗层具有多层复合结构,由外向内依次为TiSi2外层,(Ti,X)5Si4(X表示元素Nb和Cr)及(Ti,X)5Si3中间层,TiAl2和γ-TiAl内层及富Al的过渡层组成;在常温和600℃高温条件下,Si-Al-Y共渗层的耐磨性均明显优于TiAl合金基体,并且Si-A1-Y共渗层具有良好的耐高温磨损性能,在实验温度条件下其磨损机理无明显变化,均为剥层磨损和磨粒磨损;TiAl合金基体在常温下的磨损机理为犁削磨损和磨粒磨损,在600℃高温下的磨损机理为犁削磨损、氧化磨损和磨粒磨损.
关键词:
TiAl合金
,
Si-Al-Y共渗层
,
渗层结构
,
摩擦磨损
李涌泉
,
谢发勤
,
吴向清
,
姚小飞
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.09.005
通过1050℃下Si-Al-Y扩散共渗4 h的方法在TiAl合金表面制备了Y改性Si-Al 共渗层,采用SEM、EDS 和 XRD 分析了渗剂中催化剂(AlCl3?6 H2 O)及Al含量对共渗层组织及相组成的影响.结果表明,催化剂含量为1％(质量分数)时未形成完整的Si-A-Y共渗层；当催化剂含量为3％,5％和8％(质量分数)时所形成的共渗层均具有多层复合结构,共渗层的内层都是由TiAl2和γ-TiAl 相组成,互扩散区为富Al的TiAl相；随催化剂含量的增加共渗层外层和中间层的相组成都发生了改变；催化剂含量为3％(质量分数)时所制备的共渗层外层为大量的(Ti,X)5 Si4(X表示元素Nb 和 Cr)和少量的(Ti,X)5 Si3相；催化剂含量为5％,8％(质量分数)时所制备的共渗层外层分别为(Ti,X)5 Si3和TiSi2相,中间层均为(Ti,X)5 Si4及(Ti,X)5 Si3相,由于 TiSi2外层具有良好的抗高温氧化性能,因此催化剂含量为8％(质量分数)时适合用于Si-Al-Y共渗层的制备.Al含量对共渗层的相组成无显著影响,但改变了共渗层各层厚度.
关键词:
TiAl合金
,
Si-Al-Y 共渗层
,
扩散渗
,
渗层结构
李涌泉
,
谢发勤
,
吴向清
,
姚小飞
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2014.06.005
通过在1000,1050,1100℃和1150℃下Si-Al-Y扩散共渗4h的方法,在TiAl合金表面制备了Y改性Si-Al共渗层,采用SEM,EDS和XRD分析了共渗温度对共渗层组织及相组成的影响.结果表明:不同温度所制备的Si-Al-Y共渗层均具有多层复合结构,共渗层的内层都是由TiAl2和γ-TiAl相组成,互扩散区为富Al的TiAl相,随温度的升高,共渗层外层和中间层的组成相都发生改变.经1000℃/4h共渗的最外层主要为TiAl3相;温度为1050℃时,由外向内依次为TiSi2外层,(Ti,X)5Si4及(Ti,X)5Si3(X表示元素Nb和Cr)中间层;1100℃和1150℃/4h条件下共渗层具有相似的结构,在1100℃/4h条件下其外层由(Ti,X)5Si4,(Ti,X)5 Si3相组成;在1150℃/4h条件下其外层由(Ti,X)5Si3相组成.在四种温度条件下,1050℃/4h下制备的共渗层较厚,组织致密,适合用于Si-Al-Y共渗层的制备.
关键词:
TiAl合金
,
Si-Al-Y共渗层
,
渗层结构
