TiAl合金表面等离子NiCr共渗工艺和性能的研究的开题报告

TiAl合金表面等离子NiCr共渗工艺和性能的研究的开题报告【开题报告】一、研究背景和意义TiAl合金作为新一代高温结构材料，因其具有低密度、高比强度和优良的耐高温性能而备受关注。然而，在高温工作环境下，TiAl合金容易遭受热腐蚀和氧化等问题，从而导致其力学性能降低甚至失效。因此，提高TiAl合金高温性能，是当前研究的热点和难点。表面共渗是提高材料抗氧化性和耐热腐蚀性的重要手段之一。在此基础上，本项目拟通过等离子NiCr共渗工艺对TiAl合金表面进行改性，提高其高温性能。具体来说，将研究以下问题：1.等离子NiCr共渗工艺对TiAl合金表面结构和化学组成的影响；2.等离子NiCr共渗处理后，TiAl合金高温氧化和热腐蚀性能的变化；3.探索等离子NiCr共渗处理对TiAl合金压缩性能的影响。本研究的意义在于探索TiAl合金表面改性的新思路和方法，为提高此类高温热结构材料的应用性能提供参考。二、研究内容和方法1.研究内容1）制备TiAl合金试样，进行等离子NiCr共渗处理；2）利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能谱仪(EDS)等手段，研究共渗处理后TiAl合金表面组织结构、化学成分和结晶相变化；3）利用热重分析(TGA)、拉伸试验和电化学腐蚀测试等手段，研究共渗处理对TiAl合金高温氧化、热腐蚀和机械性能的影响；4）结合材料力学理论，探索等离子NiCr共渗处理对TiAl合金压缩性能的影响。2.研究方法1）采用真空感应熔炼-真空热处理法制备TiAl合金试样；2）采用等离子共渗技术，在氩气氛围下将NiCr共渗到TiAl合金表面，并在不同时间、温度条件下进行处理；3）采用SEM、XRD、EDS等手段分析试样的界面结构、化学成分和相变；4）利用TGA、拉伸试验和电化学腐蚀测试等手段对试样进行热氧化和热腐蚀性能测试，用力学测试机测试其压缩性能；5）结合理论分析，并利用多种软件进行数据处理和仿真计算。三、研究预期成果本研究预期可获得以下成果：1）了解等离子NiCr共渗处理对TiAl合金表面结构和化学组成的影响规律；2）探究等离子NiCr共渗处理后，TiAl合金高温氧化和热腐蚀性能的变化机理；3）揭示共渗处理对TiAl合金压缩性能的影响规律；4）为发展TiAl合金表面改性新方法提供科学依据和数据支持。预期刊登文章：InternationalJournalofRefractoryMetalsandHardMaterials、SurfaceandCoatingsTechnology等。【参考文献】[1]ZhangY,LeiT,LiF,etal.Hightemperaturealloyandmaterialsystemsoffutureadvancedaero-propulsionengines[J].ProgressinAerospaceSciences,2020,118:100617.[2]LiuF,LiuF,ZhangF,etal.Mechanismofoxidation-resistantandsulfur-resistantpropertiesofAl2TiO5coatingsonTiAlalloy[J].JournalofAlloysandCompounds,2019,795:1120-1131.[3]YeX,GeY,LiuR,etal.High-temperaturetribologicalbehaviorsofTiAlalloyimplantedw