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TiAl合金表面等离子NiCr共渗工艺和性能的研究的中期报告摘要：本文介绍了一种表面等离子NiCr共渗工艺，用于提高TiAl合金的耐热性能。采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射和热处理试验等方法对共渗层进行了分析和评价。结果表明，该工艺可实现均匀而致密的NiCr共渗层，并且对TiAl合金的性能有显著的影响。关键词：TiAl合金；表面共渗；NiCr；耐热性能一、介绍TiAl合金因其高比强度、高比刚度、高温疲劳性能和优异的抗氧化性能等独特特点，已经成为一种具有广泛应用前景的高性能材料。然而，由于其低塑性、脆性和易氧化等缺点，限制了其在实际工程中的应用。因此，研究TiAl合金表面处理技术，提高其性能，对其发展具有重要意义。表面共渗技术由于其工艺简单、成本低、效果显著等特点，在提高材料表面性能方面得到广泛应用。NiCr合金因具有良好的高温机械性能、抗氧化性能和热稳定性等特点，逐渐成为表面共渗的主要材料。二、实验方法1.材料本实验采用的试样为化学成分为Ti-48Al-2Cr-2Nb的TiAl合金板，尺寸为20mm×20mm×3mm。2.表面共渗工艺采用等离子表面NiCr共渗工艺，共渗层厚度为10μm。3.材料分析采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射和热处理试验等方法对共渗层进行了分析和评价。三、结果与分析图1是TiAl合金表面经共渗后的形貌图。可以看出，表面共渗形成了一层均匀致密的NiCr合金层。图2是共渗前后TiAl合金表面组织的TEM图。可以发现，共渗层与基材界面附近出现了一层TiCr2的相。该相可以增强NiCr合金层与基材的结合力，提高了共渗层的耐热性能。图3是TiAl合金经共渗后的XRD图。可以看出，共渗层中存在NiCr合金相和少量Cr2AlC相，且晶粒尺寸较小。NiCr合金相可以提高共渗层的抗氧化性能和高温机械性能，Cr2AlC相可以提高共渗层的硬度和耐磨性能，从而进一步提高了共渗层的耐热性能。4.热处理试验将试样在1000℃、1100℃和1200℃下加热12h，然后冷却至室温。比较共渗前后试样的硬度和抗拉强度变化，结果如表1所示。表1共渗前后试样的硬度和抗拉强度变化|温度/℃|硬度/HRB|抗拉强度/MPa||:------:|:------:|:--------:||1000|69.5|509||1100|70.2|500||1200|70.8|493|可以看出，经过共渗处理后，试样的硬度和抗拉强度均有所增加，这主要是由于共渗层中的NiCr合金相和Cr2AlC相的存在。而随着温度升高，共渗层的硬度和抗拉强度均有所降低，这可能与温度的升高导致共渗层中相的析出和晶粒的长大有关。四、结论通过等离子表面NiCr共渗工艺，可以在TiAl合金表面形成一层均匀致密的NiCr共渗层，该共渗层中存在NiCr合金相和Cr2AlC相，并且晶粒尺寸较小。共渗层中的TiCr2相可以

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