文章标题:W 元素添加对含 Mn β 凝固 γ-TiAl 合金高温抗氧化性影响
文章作者:刘佳聪 1,2,郝俊杰 2,李卫臣 2,张智鑫 3,薛 鹏 2,王建军 1,李小兵 2
关 键 字:TiAl 合金;合金化;元素 W;高温氧化性;过渡层
文章摘要:
β 凝固 γ-TiAl 合金因含 Mn 等 β 相稳定元素兼具低成本、良好热加工性与耐磨性。 但 Mn 会在高温氧化时发生选择性氧化,损害氧化膜致密性,恶化其抗氧化能力。 因此,以铸态 Ti43Al1.5Mn3Nb 及 Ti43Al1.5Mn3Nb-0.4W 合金(简称 TMN 与 TMNW)为对象,探究其 850 ℃下循环氧化、恒温氧化行为。 循环氧化后,TMN 氧化增重(1.34 mg/cm2)与氧化膜厚(11.12 μm)均大于 TMNW(0.98 mg/cm2, 8.12 μm),二者均无氧化膜脱落。 恒温氧化后,二者氧化膜均脱落,TMN 氧化增重(3.33 mg/cm2)与脱落量(6.71 mg/cm2)均大于 TMNW(2.98 mg/cm2, 4.05 mg/cm2)。 分析发现,两种合金氧化膜结 构 均 为 TiO2-Al2O3-TiO2/Al2O3- 富 Mn/Nb/N 四 层结 构 。 氧化 膜 与 基 体 间 的过 渡 层 从 外 到 内 依 次 是 TiN、Ti2AlN、Laves-(Ti, Nb)(Mn, Al)2。 0.4%(原子分数)W 的加入可促进致密氧化膜形成,维持过渡层稳定,提高氧化膜的抗剥落性能。