TC4合金表面扩散渗硅涂层的高温氧化行为和失效机制

黄波¹，李轩^1,2，谢小青¹，来升¹，田进³，田伟³，柳忠彬¹

1. 四川轻化工大学机械工程学院2. 钒钛资源综合利用四川省重点实验室3. 中联西北工程设计研究院有限公司

摘 要：为提高钛合金的高温抗氧化性能,采用固体粉末扩散渗方法在其表面制备了扩散渗硅涂层,研究了涂层的组织结构、高温氧化行为和失效机制。结果表明,所制备涂层具有致密的多层梯度组织结构,主要由TiSi2外层,TiSi中间层和Ti5Si4+Ti5Si3内层组成。高温氧化实验结果表明,涂层在850℃空气中氧化时表面形成了由SiO2和TiO2混合组成的保护膜,高温抗氧化性能优良;氧化过程中,涂层与基体合金中Si和Ti的互扩散引起氧化膜内TiO2含量增加及Si源不足,导致氧化膜保护性变差;氧化产物与涂层之间较高的P-B比、氧化膜与涂层组织间热膨胀系数不匹配导致了氧化膜开裂和剥落。

关键词：TC4合金;扩散渗硅;涂层组织;高温氧化;失效机制;