TC4钛合金表面Cr2AlC涂层的制备及高温氧化行为

• 作者: 刘培 吴晓春 李晓伟 柯培玲 汪爱英 王振玉
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: TC4钛合金 高温氧化 Cr2AlC涂层 磁控溅射
• 年，卷（期）: 2016,（11）
• 所属期刊栏目: 膜层材料与技术
• 页码范围: 16-22
• 分类号: TG174.44
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.11.003

摘要

目的 为提高钛合金在高温条件下的服役性能,探索Cr2AlC MAX相涂层对TC4钛合金高温氧化行为的影响.方法 采用低温反应直流磁控溅射技术再经后续退火处理的方法,在TC4钛合金基体表面制备高纯度的Cr2AlC MAX相涂层.利用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜和能谱仪,分析了Cr2AlC涂层试样和TC4钛合金经750℃静态空气恒温氧化前后的相结构、组织形貌和组分,并采用分析天平测定了TC4钛合金和Cr2AlC涂层试样在750℃静态空气中氧化后的氧化动力学曲线.结果 经750℃空气中氧化10h后,TC4钛合金表面形成厚度达13 μm的疏松团絮状TiO2和Al2O3混合物氧化膜.而Cr2AlC涂层表面能够形成以α-(Al,Cr)2O3为主的致密氧化膜,可有效阻止氧元素向内扩散.Cr2AlC涂层试样在750℃空气中氧化90 h后的氧化增重仅为无涂层TC4钛合金在750℃空气中氧化10h后的6.6％.结论 Cr2AlC涂层具有优异的抗高温氧化性能,能够明显提高TC4钛合金的使用温度,使其氧化增重速率大幅降低.