金属学报

作者：周志春, 刘仁慈, 张建达, 杨超, 崔玉友, 杨锐

单位：1.中国科学院金属研究所 师昌绪先进材料创新中心 沈阳 110016；2.中国科学技术大学 材料科学与工程学院 沈阳 110016；3.沈阳工业大学 材料科学与工程学院 沈阳 110870；4.中国航发商用航空发动机有限责任公司 上海 200241

关键词：γ-TiAl合金,等温氧化,增重,分层氧化膜,组织稳定性,

基金：云南省重大科技专项项目(202302AB080009);中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划项目(YSBR-025);国家重点研发计划项目(2021YFB3702605);国家科技重大专项项目(J2019-VII-0002-0142)

γ-TiAl合金长期服役于高温环境中，其表面氧化和组织演变会影响合金部件的力学性能。因此，研究γ-TiAl合金在高温条件下的氧化行为至关重要。本工作研究了γ-TiAl铸造合金Ti-45Al-2Nb-2Mn-1B (45XD合金)和Ti-48Al-2Nb-2Cr (4822合金)在700 ℃空气中的长时等温氧化行为和组织演变。结果表明，4822合金的氧化增重和氧化膜增厚明显大于45XD合金。在0~2000 h内2种合金均表现出周期性氧化增重行为，即快速增长后缓慢增长交替进行，后期2者的氧化速率保持稳定。2种合金样品表面均形成了以表层TiO2和Al2O3为主，靠近基体处为Ti/Al-N和富Nb/Mn(Cr)的分层氧化膜。45XD合金表面氧化产物细小致密，而4822合金表面氧化产物粗大疏松，内部存在微孔，且γ晶界处的大尺寸α2相氧化严重，因此4822合金的抗高温氧化性能较差。受合金元素扩散的影响，45XD合金亚表层组织中的α2片层发生分解：α2→γ，在亚表层形成了一层富Al贫Ti的γ区；45XD合金内部组织中的α2片层也部分转变为γ相，并且γ片层不断粗化。在4822合金内部组织中，γ晶粒内的α2和晶界处的α2 + β0体积分数明显下降。

来源：2025年第8期

《金属学报》期刊编辑部

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