楼程华 ，易云杰 ，梅林波 ，安春香 ，姚建华

（1.浙江工业大学激光加工技术工程研究中心，浙江杭州310014；2.上海电气电站设备有限公司，上海20024）

TC4属α+β系列钛合金，其耐热性、强度、塑性、韧性、成形性良好，在航天航空和石油化工等领域被广泛用作结构材料。随着工业技术的高速发展，对钛合金的应用领域及其使用温度的需求不断增加，但TC4的硬度较低，抗氧化性和耐磨性较差，易与对磨材料粘着，产生磨损[1]；同时，在高温环境中长期使用时，钛合金表层的氧化及氧脆成为制约其高温使用性能的主要因素[2]，严重地限制了其应用范围。近年来，有关钛合金表面改性技术的研究日益广泛和深入，新的表面工艺不断涌现，大大改善了钛合金的使用性能和应用领域[3]。

为了提高钛及钛合金的表面耐磨等性能，国内外学者做了大量的研究工作。其中，采用表面合金化技术将合金的基体与改性表面结合起来，在钛及钛合金表面形成氮化物、碳化物和硼化物等硬质相，以提高其表面硬度和耐磨性等[4]，从而满足材料的使用要求，是一种行之有效的措施。激光气体氮化的研究工作早在1983年即有报道[5]；但钛及其合金的激光气体氮化大多采用CO2激光或脉冲Nd:YAG激光[6,7]。本文采用大功率半导体激光器，利用激光气体氮化工艺代替传统氮化技术[8-9]，在实验室自制气体保护装置的作用下，获得高硬度、无氧化、均匀致密、无裂纹的高性能氮化层，并对其进行显微组织分析和硬度测试，为其进一步在工业领域的应用提供参考。……