《表1 合金化元素对Ti Al-Nb基合金抗氧化性能的作用[12-22]Tab.1 Effects of alloying elements on oxidation resistance of Ti

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《TiAl-Nb基合金高温抗氧化研究进展》

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多元合金化是改善合金高温抗氧化性能的有效途径。由于Ti O2和Al2O3的标准生成吉布斯自由能（如图1所示，采用Chemistry 6.1计算获得）非常接近，导致Ti Al合金的氧化产物主要由Ti O2和Al2O3混合组成，而Ti O2疏松多孔的结构特征削弱了其高温防护效果[8]。因此添加合金化元素来促进氧化过程中形成Al2O3并抑制形成Ti O2，成为提高Ti Al-Nb基合金高温抗氧化性能的重要手段，在此基础上改善氧化膜的粘附性能够进一步提高其抗氧化性能[9-11]。常用的多元合金化元素主要有Mo[12-13]、W[12，14]、Si[15-16]、Cr[17]、Ta[18]以及微量的活性元素（如Zr[19]、Y[20-22]）等，添加上述元素对Ti Al-Nb基合金高温抗氧化性能的作用及作用机制如表1所示。可见，所添加的合金化元素均具有促进形成Al2O3氧化膜的作用，并且微量的稀土元素（如Zr、Y等）还具有改善氧化膜粘附性的效果。因此，少量多元合金化成为目前提高Ti Al-Nb基合金抗氧化性能的趋势。如北京科技大学发展的Ti-（42~45）Al-（0~4）（Cr，Mn，V） -（5~10）（Nb，Ta，Mo） -（0~1）（W，Si，C，B） 合金系表现出了优异的高温抗氧化性能，能够在900℃空气中长期使用[14]。但目前关于多种合金化元素对提高Ti Al-Nb基合金抗氧化性能的协同作用机理方面的研究还比较少。