刘小萍，张海军，葛培林，王振霞，贺志勇

(太原理工大学表面工程研究所，太原030024，E-mail:liuxiaoping@tyut.edu.cn)

TiAl合金离子渗碳摩擦磨损性能研究

刘小萍，张海军，葛培林，王振霞，贺志勇

(太原理工大学表面工程研究所，太原030024，E-mail:liuxiaoping@tyut.edu.cn)

对TiAl合金进行离子渗碳处理以提高其耐磨性.利用摩擦磨损试验机对TiAl渗碳后的室温及600℃高温干摩擦磨损性能进行了研究，采用扫描电镜、能谱、辉光放电光谱仪、X射线衍射仪等手段观察分析了磨痕的形貌和成分以及渗碳层组织与相结构.研究表明，TiAl合金经离子渗碳处理后形成一定厚度的含硬质Ti2AlC的渗碳层，其室温摩擦系数和磨损量明显低于TiAl基材，表现出良好的减摩和耐磨性能，600℃高温摩擦系数与TiAl基材相当，但磨损量较低，耐磨性得到提高.

TiAl合金;离子渗碳;组织;摩擦学性能

TiAl合金因其低密度、高弹性模量以及良好的高温强度等特点，在航空、航天、军工、汽车等领域中具有广泛的应用前景［1］.然而，对于许多关键高温部件，如航空发动机燃气轮叶片、涡流器、内燃机及汽车发动机零件等来说，由于使用环境温度较高，工作时承受压应力，摩擦磨损性能是决定其使用性能和寿命的关键因素之一［2］.氮化和渗碳是提高材料耐磨性的有效方法.根据目前已发表的文献介绍，对基材成分Ti－47Al－2Nb－2Cr－0.2Si的TiAl合金在氨气中进行气体渗氮，940℃/50 h得到的氮化层厚度约4 μm，表面硬度达1286HK，耐磨性较未渗氮试样提高近2倍［3］.Noda等［4］曾将离子渗碳应用于成分为Ti－33.5Al－1Nb－0.5Cr－0.5Si的TiAl合金，得到的渗碳层厚度约3 μm，表面硬度大于836HV.目……