TiAlSiN涂层对γ-TiAl基合金抗高温氧化性能的影响

采用多弧离子镀的方法在两种γ-TiAl基合金(Ti-46Al-2.5V-1Cr-0.3Ni和Ti-48Al-2Cr-2Nb,原子分数)表面制备了TiAlSiN涂层,研究了样品在800℃下空气中的循环氧化行为。在800℃循环氧化300 h后,γ-TiAl基合金表面都形成了TiO2和Al2O3混合氧化物膜,氧化膜分层;Ti-46Al-2.5V-1Cr-0.3Ni合金表面氧化膜较厚且剥落严重,而Ti-48Al-2Cr-2Nb合金氧化膜较薄,只发生了轻微剥落。表面施加Al、Si含量不同的TiAlSiN涂层显著降低了TiAl基合金的氧化速率,涂层表面氧化膜主要由TiO2和α-Al2O3组成。Ti0.5Al0.4Si0.1N和Ti0.5Al0.45Si0.05N两种涂层样品表面氧化膜薄而致密,涂层未发生明显退化;Ti0.6Al0.3Si0.1N涂层样品表面氧化膜相对较厚。Al含量较高的Ti0.5Al0.4Si0.1N和Ti0.5Al0.45Si0.05N涂层抗氧化性能优于Al含量较低的Ti0.6Al0.3Si0.1N涂层的。TiAlSiN涂层与TiAl基合金之间只发生了轻微互扩散。