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TiAl基合金高温氧化及防护的研究进展

文档作者：彭小敏，夏长清，王志辉，黄珍，王金惠文档来源：中南大学		点击数：	更新时间： 2023年01月31日
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第20卷第6期
V|oJ-20 NO．6
中国有色金属学报
The Chinese Journal of Nonferrous M etals
2010年6月
June 2010
文章编号：1004．0609(2010)06．1116—15
TiAI基合金高温氧化及防护的研究进展
彭小敏，夏长清，王志辉，黄珍，王金惠
(中南大学材料科学与工程学院，长沙410083)
摘要：全面综述国内外TiA1基合金体系高温氧化机理及其防护研究进展，特别是2O世纪9O年代以来的研究
情况。主要阐述TiAI系金属间化合物分类及其应用、TiA1基合金高温氧化行为、氧化膜结构及其形成、氮效应、
表面效应、z相的形成及其对氧化行为的影响，合金化和涂层防护方法及其机理、近年来出现的新表面处理技术
以及传统表面处理技术在TiA1基合金抗高温氧化防护方面的应用，对各种防护方法的特点及应用范围进行对比分
析，并对该领域研究的发展趋势进行展望。
关键词：TiA1基合金：高温氧化；合金化；涂层
中图分类号：TB43 文献标志码：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基金属间化合物)与传统钛合金
及高温合金相比具有其独特的综合性能，即低密度(其
密度只有目前广泛应用的镍基高温合金的1／2)、高强
度(其高温力学性能与镍基合金相近)、高熔点和优良
的抗蠕变性能。可广泛应用于汽车或航空发动机的高
温部件如压气机叶片、排气阀和增压涡轮等，特别是
在航空高温结构材料方面，TiAl基合金是替代镍基高
温合金的理想材料，是很有应用前景的轻型高温材料
之，～【l】。
T l基合金也存在如下缺点：1)室温延性低，成
型性能差；21高温下耐磨性能较差；3)高温抗氧化
性能不足，当其使用温度高于850℃时，其抗氧化性
能迅速降低。钛铝合金高温氧化时，表面形成不具保
护作用的TiO 氧化膜，同时氧渗透到基体中与钛基体
形成固溶体，在0【．Ti中氧的固溶度高达34％(摩尔分
数)，而氧含量高于1．5％(摩尔分数)时合金的塑性明显
降低[2]，严重影响合金的使用性能。因此，传统的钛
铝合金在500℃以上大气环境中长时间暴露，表面便
基金项目：国防预先研究资助项目(MKPT0589)
收稿日期：2009—08．25；修订日期：2009—11-12
通信作者：夏长清，教授；电话：0731—88830267；E-mail：xiao—gro@mail．CSU．edu．cD

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