Nb添加对机械球磨制备TC4合金表面Ti-Al涂层的影响研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

1.课题研究的背景和意义

tc4（ti-6a1-4v）钛合金于1954年由美国研制成功，是世界上开发最早、应用最为广泛的（α β）型钛合金种类。它拥有强度高、耐热性好、耐蚀性好以及较好的机械加工性能、生物活性等，所以在航空、航天、船舶、化工以及兵器领域得到非常广泛的应用^[1]。自从该合金出现以后，对它的研究一直持续不断。由于对其长时间的深入研究，所以其加工技术现在已经较为成熟。目前，tc4钛合金广泛应用于发动机压气机等耐热零件，其长时间工作温度一般低于350℃。随着对发动机要求的提高，工作温度也会提高。然而在高温氧化条件下，由于tc4合金中铝元素含量较低，表面无法形成连续的a1₂o₃保护膜，而tio₂本身组织结构疏松，氧元素易于进入合金内部，破坏合金的力学性能^[1]。所以尽管tc4钛合金具有较好的综合性能，应用广泛，但抗高温氧化性差限制了其在航天领域中的应用^[2]。为了提高钛合金抗高温氧化性能，国内外学者做了广泛的研究，主要方法包括表面氧化处理、表面涂覆处理等。周慧等^[3]采用微弧氧化在ti-6al-4v合金表面制备致密的微弧氧化膜，研究结果表明该涂层可以有效提高ti-6al-4v合金抗高温氧化性能的影响；kim等^[4]采用eb-pvd方式在tial合金表面制备由不同比例al和y组成的共沉积层，研究结果表明该共沉积层可以有效地提高合金的抗高温氧化性能；杨婧^[5]等采用冷喷涂的方法在γ-tia1合金表面制备出tial₃-a1复合涂层，研究结果表明该涂层有效提高了钛合金表面的抗高温氧化性能；茹强^[6]等人运用电弧离子镀技术，在钛合金表面上制备tialn合金涂层，研究结果表明涂层在800℃氧化过程中出现了明显的择优氧化现象，起到了提高抗高温氧化作用。综上可知，涂层制备是一类可以有效提高钛合金抗高温氧化性能的方法，具有能量高，成本低，设备和工艺简单的特点，相关研究对提高钛合金表面抗高温氧化性能具有重要意义。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

2.1拟解决关键问题

（1）控制nb添加量，以获得抗高温氧化性能优异的ti-al涂层来提高tc4钛合金的抗高温氧化性能。

（2）建立nb添加量与ti-al涂层性能的相互关系，获得制备具有优异抗高温氧化性能的ti-al涂层的nb添加量。