对等离子Cr-Si 合金化处理的合金渗层横截面进行扫描电镜观察，其形貌如图1a 所示，沿横截面向基体方向做线扫描，结果见图1b。
图1 合金渗层横截面形貌SEM 照片( a) 及元素含量EDS 线扫描( b)
从横截面形貌SEM 照片可见，Ti 基合金等离子Cr-Si 合金化形成了明显的合金渗层，渗层有效厚度达到10μm 以上，合金渗层( A 层) 与基体( C 层) 之间过渡层( B 层) 清晰可见，且过渡区组织较为致密，厚度均匀，与基体间界面平整，仅存在少量空洞、裂纹等影响渗层与基体间结合能力的缺陷。
从横截面元素含量线扫描结果可见，Cr，Si 元素原子渗入深度约为15μm，按元素成分将其分为两层: 外层10μm 区域成分特点为富Ti，Cr，少量Si，几乎不含Al; 内层Cr，Si 浓度呈梯度下降，Al，Ti 含量缓慢升高至基体成分。结合横截面形貌可判断，外层为合金渗层，内层为过渡层。
在合金渗层内，Cr 含量变化无几，Ti 含量呈递减趋势，与之相反，Si 呈递增趋势分布。对于过渡层而言，其元素浓度的梯度分布体现了典型的物理冶金结合特点，冶金结合界面对缓解组织应力、热应力，提高合金渗层韧性有利。为探索合金渗层相结构，对其进行X 射线衍射分析，见图2。
图2 合金渗层X 射线衍射图谱
合金渗层表面硬度升高得益于金属间化合物Cr3Si 的高硬度，可能合金渗层中的Laves 相TiCr2脆性较大，与Cr3Si 热膨胀系数差别较大，降温过程的热应力弱化了合金层力学性能，因而硬度曲线呈现出沿横截面向内TiCr2含量递减而合金渗层硬度值不降反升的特点。过渡层内硬度值降低坡度较缓，这是物理冶金结合的特征，对提高渗层与基体结合能力有利。
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