TiAl合金表面Al-Y渗层的组织及高温抗氧化性能
来源：机械工程学报杂志2025年第4期北京时间：
作者：李涌泉, 郝清锐, 梁国栋, 王存喜, 高阳
单位：1. 北方民族大学机电工程学院 银川 750021;2. 北方民族大学材料科学与工程学院 银川 750021
摘要：通过930 ℃下保温2 h的扩散渗工艺在TiAl合金表面制备Al-Y渗层，采用SEM、XRD、EDS分析渗层的组织结构及相组成，对比研究TiAl基体及渗层在1 000 ℃下的高温氧化性能。结果表明：该工艺下制备的渗层厚约为53 µm，具有复合结构，由外向内依次为TiAl3、TiAl2浅表层，TiAl3中间层和TiAl2内层，且渗层与基体为良好的冶金结合。高温氧化试验表明：TiAl基体氧化过程中形成的富Ti氧化物外层和TiO2+Al2O3次外层，氧化膜结构疏松，无法阻碍O元素的内扩散，导致氧化膜反复剥落，最终引发灾难性氧化；Al-Y渗层在氧化时表面形成致密的Al2O3膜层，阻碍了O元素的内扩散，有效地提高了合金的高温抗氧化性能，随着氧化时间的延长，氧化后期Al元素的内/外扩散及Ti的外扩散导致渗层表面氧化膜发生剥落，但未剥落的残余渗层依旧与基体保持着良好的冶金结合，对基体合金的抗高温氧化仍具备保护性。
关键词：TiAl合金,Al-Y渗层,组织结构,高温氧化；
基金资助：国家自然科学基金(52161009，51961003)、西部之光(XAB2022YW07)、过程装备与控制工程四川省高校重点实验室(GK202309)和宁夏复合制造系统工程技术研究中心(2023GCJS008)资助项目。
