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Ti-Al-C MAX相涂层的激光熔覆制备及其组织性能

MAX相；涂层；激光熔覆；组织性能

三元MAX相因其独特的六方晶系纳米层状结构而兼具金属及陶瓷的特性，被用于多工况下的防护涂层，但目前90%以上的研究集中于PVD+后热处理方式获得的薄涂层，通常面临功能尺度及成形工艺性等制约性因素。本文采用激光熔覆工艺在TC4钛合金表面制备Ti-Al-C 系MAX相复合涂层，并对其组织结构特征、合成机理及高温服役性能展开研究。结果表明，熔覆涂层中主要以TiC相、Ti-Al系金属间化合物和Ti₂AlC MAX相为主；经热处理后，可获得高体积分数的MAX相涂层，700℃条件下即可显著增加MAX相的含量；熔覆涂层及热处理后涂层硬度相对基体提高2倍以上；熔覆涂层在800、900和1000℃下的氧化速率常数分别为TC4基体的49.82%、70.28%和64.47%，其氧化产物为致密的TiO₂和Al₂O₃的混合物；熔覆涂层在宽温域条件下具有优异的耐磨性能，其在高温条件下生成的氧化物具有显著的自润滑效果。研究结果对采用激光技术制备、成形功能-结构一体化的MAX相厚涂层或构件具有重要的指导意义。