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利用双层辉光等离子渗金属技术对TiAl合金进行离子渗Nb处理，研究了温度和保温时间对渗层合金元素含量和渗层厚度的影响，确定较合理的渗金属工艺参数。利用图像分析仪和辉光放电光谱仪观察和测定渗层金相组织、渗层厚度及合金层的成分。结果表明，在极间距与工作气压一定的条件下，渗层厚度及成分与温度和保温时间有关。温度过低或保温时间过长均使TiAl试样表面产生Nb沉积层。经优化工艺参数试验，选择1100℃×3h渗Nb，得到一定厚度且与基体结合牢固的合金渗层，这对改善TiAl合金的耐磨性和抗高温氧化性是有利的。