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采用波长为10.6μm的连续CO２激光束对铸态γ-TiAl合金进行表面气相渗氮处理，形成深度为50～400μm渗氮层。用X-Ray衍射、SEM、EPMA技术研究了表面渗氮层的微观组织与结构。渗氮层厚度、氮化物尺寸、形貌和分布随激光渗氮工艺不同而异。氮化物主要由TiN、Ti２AlN组成，以颗粒状、针状、枝晶状等形貌存在。分析了贫铝层的形成原因、渗氮反应过程、以及对流对氮化物形貌与分布的影响。