超声冲击结合电火花沉积的表面处理对TC4钛合金耐蚀性的影响

尚 进,曹 玮,陈永畅

(中国航发上海商用航空发动机制造有限责任公司，上海 201306)

TC4钛合金，具有比强度高、质量轻、耐蚀性和生物相容性良好等特点，被广泛应用于航空航天、化工领域。在大气或者水中，钛合金表面会立即生成一层氧化膜，使其处于钝化状态，因此钛合金在很多腐蚀介质中表现出良好的耐蚀性。但在航空发动机所处的复杂工况下，钛合金要承受多种环境因素的影响，其耐蚀性并不稳定[1-3]。因此，国内外专家试图通过钛合金表面处理来提高钛合金的耐蚀性及力学性能。FAZEL等[4]对钛合金表面进行表面渗氮处理，使其表面形成质密的TiN和TiAlN/TiAlCrN改性层，从而表现出更好的耐蚀性。王东坡等[5]研究了超声冲击处理对钛合金焊接接头疲劳性能的影响,并对TIG焊(非熔化极惰性气体钨极保护焊)与电子束焊焊接接头的焊态及冲击处理态进行了对比疲劳试验，结果表明超声冲击通过改变钛合金的表面形态、微观组织及表面残余应力提高了钛合金的抗疲劳性能。刘志东等[6]通过柔性电极电火花强化钛合金，使其获得了很好的耐蚀性、高温力学性能和蠕变性能。超声冲击可以有效提高钛合金的力学性能，但并未改变其表面化学成分；电火花沉积技术可以轻松改变钛合金表面的化学成分，提高其耐蚀性，但是也会在材料表面引入残余拉应力，导致材料的抗疲劳性能降低。

为提高钛合金的综合性能，本工作采用超声冲击与电火花沉积相结合的表面处理方法，对TC4钛合金进行表面改性,使其表面形成一层Ti-Al改性层[7]。……