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TiAl金属间化合物以其密度低、熔点高以及较高的高温强度而成为重要的结构材料。然而该合金耐磨性和抗高温氧化性不足限制了其在高温部件的使用，是需要解决的关键问题。为了在更高的温度下使用TiAl合金，许多学者做了很多的努力，例如整体合金化处理，即通过添加第三种元素提高其耐磨性和抗氧化性能，但这种方法的改善效果是有限的，因为过量的添加合金元素会对TiAl合金的机械性能产生有害的影响，近年来表面处理成为比较有吸引的改善TiAl合金性能的方法。在TiAl中添加Nb可以有效的改善其合金的抗高温氧化性能。利用双层辉光离子渗金属技术对TiAl合金进行离子渗Nb处理之后再经过离子渗C处理，可以明显的改善TiAl合金的耐磨性及高温氧化性能。本文通过离子渗Nb工艺参数的优化试验，研究了Nb合金化层对随后合金渗碳层特性的影响；研究了TiAl单纯渗Nb和Nb+C离子复合渗后的TiAl合金在650℃和900℃静止空气中的循环氧化行为，并进行了与TiAl基材及单纯离子渗C后的TiAl合金氧化对比试验分析，对其氧化机制进行了初步探讨。研究结果表明：(1)在极间距与工作气压一定的条件下，渗层厚度及成分与工件温度和保温时间有关。工件温度过低或者保温时间过长均使TiAl试样表面产生Nb沉积层。通过优化工艺参数，在TiAl合金表面得到一定厚度的、成分呈梯度分布并与基体结合牢固的Nb合金化层；(2)双辉等离子渗Nb之后再进行等离子渗C处理，可以大大改善等离子渗C效果，形成的Nb合金层越厚，其相应的C的扩散层越深；(3)TiAl合金单纯渗Nb后的氧化能力与合金层特性有关，一定厚度的Nb合金层或表面Nb含量可改善TiAl合金的抗氧化性能；(4)等离子渗C可以在一定程度上改善TiAl合金的抗氧化性能，但其长期抗氧化效果不好；(5)Nb+C复合渗可以明显改善TiAl合金的氧化性能，Nb合金层表面Nb含量及其厚度对合金渗C层的抗氧化能力影响较大。此外，与TiAl基材、TiAl单纯渗C和TiAl单纯渗Nb相比，TiAl合金经Nb+C复合渗后表面硬度明显提高，为其耐磨性能的改善提供了必要的保障。