经Cr-Si 合金化处理与原始TiAl 基合金磨损失重结果见表1。比较其相对耐磨性与线磨损率，其中线磨损率计算公式: I = W/L，式中W 为磨损失重，L 为摩擦总路程; A 相对B 的相对耐磨性计算公式:ξ = B 物质线磨损率/A 物质线磨损率。可见，经过等离子Cr-Si 合金化处理后，TiAl 基合金高温耐磨性提高了17． 3 倍。分别对二者磨痕形貌进行SEM 观察，见图1a，b; 对磨痕元素含量进行EDS 测试，结果如图2a，b 所示。从原始TiAl 基合金磨痕形貌来看，其磨痕呈犁沟状，伴有塑性变形痕迹，这些都是磨粒磨损的典型特征; 另外，可见因剥落留下的坑洞。反观Cr-Si 合金渗层磨损表面平整、光滑，仅留下少量细线状“擦伤”和程度很浅的剥落。
表1 Cr-Si 合金化渗层与原始TiAl 基合金耐磨性比较
图1 原始TiAl 基合金( a) 与Cr-Si 合金化合金渗层( b) 磨痕表面形貌SEM 照片
结合图2 磨痕EDS 图谱可解释TiAl 基合金摩擦学行为: TiAl 基合金表面硬度低，高硬度的对磨件Si3N4陶瓷球表面存在微凸体，易嵌入合金表面，在运动中形成铧犁效果; 另一方面，TiAl 基合金表面受到对磨件碾压，拉挤而出现变形，这些行为均促进磨粒磨损发生。
图2 原始TiAl 基合金( a) 与Cr-Si 合金化合金渗层( b) 磨痕元素含量EDS 谱线
从原始TiAl 基合金磨痕EDS 测试结果可见，高温下合金表面发生氧化，形成的脆性TiO2抗剥落能力差，在应力作用下易萌生垂直于表面的裂纹，并最终导致剥落发生。对Cr-Si 合金渗层而言，高温下仍能保持较高的硬度，根据磨粒磨损公式V = KabcPL/H( V 为总磨损体积，L 为总磨损距离，P 为法向载荷，H 为材料表面硬度，Kabc为一个和磨粒形状有关的几何因数) ，可见，高温下表面硬度提高对缓解磨粒磨损效果明显。从磨痕EDS 测试结果及合金渗层高温抗氧化实验结果均可知，合金渗层具有优良的抗氧化性能，脆性TiO2形成受到一定的抑制，这对改善合金剥落磨损是有利的。另外，合金渗层组成相TiCr2，Cr3Si 键合形式为金属键、离子键，与对磨件Si3N4的共价键相容性差，有效降低了剥层、塑性流变等黏着磨损形式发生的倾向。
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