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TiAl基合金高溫氧化及防護(hù)的研究進(jìn)展

文檔作者：彭小敏，夏長清，王志輝，黃珍，王金惠文檔來源：中南大學(xué)		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2023年01月31日
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第20卷第6期
V|oJ-20 NO．6
中國有色金屬學(xué)報(bào)
The Chinese Journal of Nonferrous M etals
2010年6月
June 2010
文章編號(hào)：1004．0609(2010)06．1116—15
TiAI基合金高溫氧化及防護(hù)的研究進(jìn)展
彭小敏，夏長清，王志輝，黃珍，王金惠
(中南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，長沙410083)
摘要：全面綜述國內(nèi)外TiA1基合金體系高溫氧化機(jī)理及其防護(hù)研究進(jìn)展，特別是2O世紀(jì)9O年代以來的研究
情況。主要闡述TiAI系金屬間化合物分類及其應(yīng)用、TiA1基合金高溫氧化行為、氧化膜結(jié)構(gòu)及其形成、氮效應(yīng)、
表面效應(yīng)、z相的形成及其對氧化行為的影響，合金化和涂層防護(hù)方法及其機(jī)理、近年來出現(xiàn)的新表面處理技術(shù)
以及傳統(tǒng)表面處理技術(shù)在TiA1基合金抗高溫氧化防護(hù)方面的應(yīng)用，對各種防護(hù)方法的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍進(jìn)行對比分
析，并對該領(lǐng)域研究的發(fā)展趨勢進(jìn)行展望。
關(guān)鍵詞：TiA1基合金：高溫氧化；合金化；涂層
中圖分類號(hào)：TB43 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
Development of high temperature oxidation
and protection of TiAl-based alloy
PENG Xiao—min，XIA Chang—qing，WANG Zhi—hui，HUANG Zhen，WANG Jin-hui
(School ofMaterials Science and Engineering，Central South University,Changsha 410083，China)
Abstract：The research progress at home and abroad of the high—temperature oxidation behavior and protection of the
TiM —based alloy,especially after 1 990s，was reviewed．The classification and the applications，the high temperature
oxidation behavior,the formation and structure of the oxidate layers，the formation and influence of ni~ogen efect，
surface efect and Z phase on oxidation behavior,the bulk and surface alloying protection and its mechanics，the coating
protection and its mechanics of TiA1-based alloy,the formation and structure of the oxidation layers，the nitrogen efect，
surface efect，the formation of Z phase and the efect of it on oxidation behavior,the alloying and coating protection of
TiA1一based alloy,new surface treatment technologies and traditional surface treatment technologies reused to improve the
high temperature oxidation resistance of the TiA1一based alloy and the future development of this area were reviewed．The
characteristic and applications of the diferent protection ways were also discussed．
Key words：TiA1一based alloy；high—temperature oxidation；alloying；coating
TiA1基合金(Tial基金屬間化合物)與傳統(tǒng)鈦合金
及高溫合金相比具有其獨(dú)特的綜合性能，即低密度(其
密度只有目前廣泛應(yīng)用的鎳基高溫合金的1／2)、高強(qiáng)
度(其高溫力學(xué)性能與鎳基合金相近)、高熔點(diǎn)和優(yōu)良
的抗蠕變性能?？蓮V泛應(yīng)用于汽車或航空發(fā)動(dòng)機(jī)的高
溫部件如壓氣機(jī)葉片、排氣閥和增壓渦輪等，特別是
在航空高溫結(jié)構(gòu)材料方面，TiAl基合金是替代鎳基高
溫合金的理想材料，是很有應(yīng)用前景的輕型高溫材料
之，～【l】。
T l基合金也存在如下缺點(diǎn)：1)室溫延性低，成
型性能差；21高溫下耐磨性能較差；3)高溫抗氧化
性能不足，當(dāng)其使用溫度高于850℃時(shí)，其抗氧化性
能迅速降低。鈦鋁合金高溫氧化時(shí)，表面形成不具保
護(hù)作用的TiO 氧化膜，同時(shí)氧滲透到基體中與鈦基體
形成固溶體，在0【．Ti中氧的固溶度高達(dá)34％(摩爾分
數(shù))，而氧含量高于1．5％(摩爾分?jǐn)?shù))時(shí)合金的塑性明顯
降低[2]，嚴(yán)重影響合金的使用性能。因此，傳統(tǒng)的鈦
鋁合金在500℃以上大氣環(huán)境中長時(shí)間暴露，表面便
基金項(xiàng)目：國防預(yù)先研究資助項(xiàng)目(MKPT0589)
收稿日期：2009—08．25；修訂日期：2009—11-12
通信作者：夏長清，教授；電話：0731—88830267；E-mail：xiao—gro@mail．CSU．edu．cD

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