耐磨复合钢板合金具有低密度、较高的比强度

复合耐磨钢板γ-TiAl合金具有低密度、较高的比强度和比刚度，以及优良的高温性能，被认为是一种极具应用潜力的新型高温结构材料。如何改善TiAl合金的高温抗氧化问题，是提高TiAl合金使用温度的关键问题之一，同时，当TiAl合金用作高温运动部件时，还必须提高其高温耐磨损性能。本文利用激光表面合金化技术，用高纯C和C+Nb粉作为合金元素，在Ti-46Al-2Cr-1.5Nb-1V铸态合金表面“原位”生长出TiC颗粒，使其表面形成了以TiC颗粒为增强相的复合材料表面改性层，并利用光学金相(OM)，X射线衍射(XRD)，扫描电镜(SEM)等实验手段，对激光表面改性层的显微组织、相组成进行了观察，并分析了显微组织与激光工艺参数的影响。对经激光表面改性后的试样在高温(870℃)抗氧化性能进行研究，同时还对激光表面改性层的室温耐磨损性能进行了研究，得出了以下主要结论：(1)C+Nb表面合金化后，在TiAl合金表面“原位”生长出TiC颗粒，TiC颗粒在合金表面是梯度分布，其体积分数由外向里逐渐减少，表面改性层与基体呈完全的冶金结合。(2)激光表面改性层的显微组织受到激光工艺参数的影响，如在功率和束斑直径相同的条件下，随着扫描速率的增加，生成的TiC颗粒形态由颗粒状逐渐向针片状过渡。(3)在870℃条件下，经激光表面处理后的试样抗氧化性能明显提高，经C+Nb合金化的试样表现出较高的抗氧化性能。(4)在870℃条件下，经100小时氧化后，TiC颗粒会发生分解。(5)激光表面改性层的显微硬度由外向里连续降低，其最大硬度值与变化梯度受激光工艺参数的影响，扫描速率越慢，功率越大，其改性层的平均硬度值越高，硬度变化梯度越平缓。