TiAl基金屬間化合物表面涂層研究進展

薛鵬，李小兵，陳波，潛坤，張孟殊，舒磊，劉奎

TiAl基金屬間化合物表面涂層研究進展

薛鵬，李小兵，陳波，潛坤，張孟殊，舒磊，劉奎

（季華實驗室，廣東 佛山 528251）

TiAl合金具有優異的高溫力學性能，可以作為Ni基高溫合金的輕量化替代材料，但氧化和磨損等行為限制了TiAl合金的高溫服役時間，不利于工業化應用。通過在TiAl合金表面沉積涂層，可以使材料兼具基體的力學性能和涂層材料的表面性能，以提高TiAl合金適應不同服役環境的能力，進而拓展其應用范圍。列舉了TiAl合金使用的涂層材料應具有的性質；介紹了常見涂層的制備方法；以涂層成分分類，分別總結了不同涂層體系的研究現狀，并展望了制備工藝和涂層性能的發展趨勢。

TiAl合金；涂層；抗氧化性；耐磨性

作為一種受到高度關注的高溫結構材料，TiAl合金在900 ℃以內可以體現出較高的強度和蠕變抗力，同時其密度較低，在航空[1]、汽車[2]等工業領域應用時，有助于提高動力系統的熱效率和輸出功率[3]，同時減少溫室氣體排放，為實現2030年“碳達峰”與2060年“碳中和”的戰略目標提供助力。

相比于高溫合金，TiAl合金的化學活性較強，當其作為壓氣機葉片或低壓渦輪葉片應用于航空發動機時，需要避免高溫氧化，使發動機能穩定工作。同時，TiAl合金耐磨性較低[4]，作為氣門應用于活塞式發動機時，需要減少其與氣門導桿之間的磨損，進而降低油耗并提高發動機壽命[5-6]。為了提高TiAl合金的高溫抗氧化性和耐磨性，往往采用合金化方法，即向基體中添加W、Mo、Cr、Nb、Si、Ag等合金元素[7-9]。……