[发明专利]一种γ-TiAl表面喷丸处理促进Al2O3膜热生长的方法及应用

说明书

本发明涉表面喷丸处理领域，具体地说是一种通过对γ‑TiAl表面喷丸处理来促使高温下热生长α‑Al₂O₃的方法及应用，以此来提高γ‑TiAl抗高温氧化的性能。采用表面喷丸处理技术对γ‑TiAl表面进行处理，使得表面产生严重的塑性变形，破坏γ‑TiAl表面原有的组织结构，并且使得晶粒尺寸细化到纳米级。同时，表面Al原子相对于Ti原子的活度得到提高，促使在喷丸处理过程中表面生长一层氧化铝膜钝化膜。此刻，喷丸处理过程中生长的氧化铝钝化膜，极大地降低氧分压。使得在高温环境氧化时，Ti的氧化受到抑制，Al选择性氧化生成保护性氧化铝膜。从而，显著地提高γ‑TiAl金属间化合物的抗高温氧化性能和使用寿命，其工艺简单、成熟，易于推广。

技术领域

本发明涉表面喷丸处理领域，具体地说是一种通过对γ-TiAl表面喷丸处理来促使高温下热生长α-Al₂O₃的方法及应用，以此来提高γ-TiAl抗高温氧化的性能。

背景技术

γ-TiAl金属间化合物，由于比强度高、蠕变抗力高、制造成本低等优点，是理想的新型高温结构材料，是航空发动机部件及其它高温部件的待选材料。但是，γ-TiAl的抗高温氧化性能较差，这极大地限制其服役温度和适用范围。高温环境下，γ-TiAl热生长的氧化膜是由TiO₂和Al₂O₃的混合氧化物层，该氧化膜层不具备保护性能。喷丸处理是一种用于细化表面晶粒的方法，可以极大地促进合金中Cr(Al)元素的扩散，从而形成保护性的Cr₂O₃(Al₂O₃)膜。所以，本发明希望利用表面喷丸处理的方法对γ-TiAl表层的组织结构进行改性，促进高温下保护性Al₂O₃膜的生长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种γ-TiAl表面喷丸处理促进Al₂O₃膜热生长的方法及应用，通过对γ-TiAl表面进行喷丸处理，改变表层的组织结构以及钝化膜的组成，进而改善γ-TiAl的抗高温氧化的性能。

本发明的技术方案是：

一种γ-TiAl表面喷丸处理促进Al₂O₃膜热生长的方法，采用表面喷丸处理技术，对γ-TiAl表面组织结构和化学成分进行改性，从而改变γ-TiAl抗高温氧化的性能。

所述的γ-TiAl表面喷丸处理促进Al₂O₃膜热生长的方法，喷丸处理选用的颗粒为刚玉结构的氧化铝颗粒。

所述的γ-TiAl表面喷丸处理促进Al₂O₃膜热生长的方法，氧化铝颗粒的直径为100～200μm。

所述的γ-TiAl表面喷丸处理促进Al₂O₃膜热生长的方法，喷丸处理用空气压缩机的压强为0.4～0.6MPa。

所述的γ-TiAl表面喷丸处理促进Al₂O₃膜热生长的方法，采用表面喷丸处理技术对γ-TiAl表面进行处理，使得表面产生严重的塑性变形，破坏γ-TiAl表面原有的的组织结构，并且使得γ-TiAl表面晶粒细化到纳米级。

所述的γ-TiAl表面喷丸处理促进Al₂O₃膜热生长的方法，喷丸处理过程中催化表面生长一层氧化铝膜钝化膜。

所述的γ-TiAl表面喷丸处理促进Al₂O₃膜热生长的方法，喷丸处理的时间为4～6min，氧化铝膜钝化膜的厚度为300nm～1μm。