摘要：目的为提高钛合金在高温条件下的服役性能,探索Cr2AlC MAX相涂层对TC4钛合金高温氧化行为的影响。方法采用低温反应直流磁控溅射技术再经后续退火处理的方法,在TC4钛合金基体表面制备高纯度的Cr2AlC MAX相涂层。利用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜和能谱仪,分析了Cr2AlC涂层试样和TC4钛合金经750℃静态空气恒温氧化前后的相结构、组织形貌和组分,并采用分析天平测定了TC4钛合金和Cr2AlC涂层试样在750℃静态空气中氧化后的氧化动力学曲线。结果经750℃空气中氧化10 h后,TC4钛合金表面形成厚度达13μm的疏松团絮状TiO2和Al2O3混合物氧化膜。而Cr2AlC涂层表面能够形成以α-（Al,Cr）2O3为主的致密氧化膜,可有效阻止氧元素向内扩散。Cr2AlC涂层试样在750℃空气中氧化90 h后的氧化增重仅为无涂层TC4钛合金在750℃空气中氧化10 h后的6.6%。结论 Cr2AlC涂层具有优异的抗高温氧化性能,能够明显提高TC4钛合金的使用温度,使其氧化增重速率大幅降低。

关键词：tc4钛合金 高温氧化 cr2alc涂层 磁控溅射 

单位：中国科学院宁波材料技术与工程研究所浙江省海洋材料与防护技术重点实验室; 浙江宁波315201; 中国科学院宁波材料技术与工程研究所中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室; 浙江宁波315201; 上海大学材料科学与工程学院; 上海200072