金属热处理

作者：卢嘉成, 田晓东

单位：长安大学 材料科学与工程学院, 陕西 西安 710064

关键词：低温渗铝,包埋渗,激光淬火,活化剂,TC4钛合金

基金：长安大学2024年中央高校基本科研业务费专项资金(学生创新实践能力提升子计划)

研究了活化剂和激光淬火前处理对TC4钛合金低温渗铝的影响。采用固体粉末包埋法对TC4钛合金基材进行(550~700) ℃×4 h渗铝,包括NH4Cl、NH4F、NaF三种活化剂条件下的渗铝,以及对TC4合金基材进行表面激光淬火后的渗铝。使用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪分析了渗铝试样的截面形貌、元素含量和物相组成。结果表明,在700 ℃×4 h包埋渗铝时,采用NaF、NH4F和NH4Cl三种活化剂,可使TC4合金表层铝含量从约10.04%分别增加到11.56%、15.66%和16.96%,较基体中铝含量分别增加15.1%、56.0%和68.9%,NH4Cl的催化促渗效果最佳,NH4F次之,NaF的效果最差,该结果与热力学分析结论一致。当保温温度降低到600 ℃时,渗铝后试样表层Al含量几乎无变化;但对TC4合金基材进行表面激光淬火前处理,可以细化表层晶粒,促进低温渗铝。TC4合金经过表面激光淬火后,表层α-Ti相平均晶粒尺寸随着激光功率的增加而不断减小;当在功率240 W进行表面激光淬火时,α-Ti相平均晶粒尺寸相比淬火前减小47.9%;在该功率进行4次表面淬火后,α-Ti相平均晶粒尺寸相比淬火前减小68.6%;表层晶粒尺寸的减小,可促进合金表层Al含量从约10.04%增加到600 ℃×4 h渗铝后的15.54%。

来源：2025年第2期

《金属热处理》期刊编辑部

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