tc4钛合金表面cr2alc涂层的制备及高温氧化行为 - 表面技术.pdfVIP

表面技术 第 45 卷 第 11 期 ·16 · SURFACE TECHNOLOGY 2016 年 11 月 TC4 钛合金表面 Cr AlC 涂层的制备及高温氧化行为 2 1,2,3 1,2 1,2 3 1,2 1,2 刘培 ，王振玉 ，李晓伟 ，吴晓春 ，柯培玲 ，汪爱英 （1.中国科学院宁波材料技术与工程研究所，浙江省海洋材料与防护技术重点实验室，浙江 宁波 315201；2.中国科学院宁波材料技术与工程研究所，中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验 室，浙江 宁波 315201；3.上海大学 材料科学与工程学院，上海 200072） 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Cr AlC 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 2 分，并采用分析天平测定了TC4 钛合金和Cr AlC 涂层试样在750 ℃静态空气中氧化后的氧化动力学 2 曲线。结果 经750 ℃空气中氧化10 h 后，TC4 钛合金表面形成厚度达13 μm 的疏松团絮状TiO 和Al O 2 2 3 混合物氧化膜。而Cr AlC 涂层表面能够形成以α-(Al,Cr) O 为主的致密氧化膜，可有效阻止氧元素向 2 2 3 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10 h 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。 关键词：TC4 钛合金；高温氧化；Cr AlC 涂层；磁控溅射 2 中图分类号：TG174.44 文献标识码：A 文章编号：1001-3660(2016)11-0016-07 DOI ：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.11.003 Preparation of Cr AlC Coatings on TC4 Titanium Alloy and Its 2 High-temperature Oxidation Behaviour 1,2,3 1,