Ti-Al系金属间化合物合金由于其密度低,比强度和比刚度高,是航空、航天飞行器理想的新型高温结构材料。提高TiAl合金使用温度,其高温抗氧化性能是亟待解决的关键问题之一,表面改性技术是一种行之有效的方法。解决方案主要是在TiAl合金表面形成在高温下具有优良抗氧化性能的薄层,如Al₂O₃、Cr₂O₃等。本文使用双层辉光离子渗金属技术,在TiAl合金表面进行渗Cr处理。通过优化工艺参数,得到与基体结合良好,具有一定厚度的渗Cr层。分析表面合金层的成分、组织、结构;对合金层的摩擦学性能进行考察,试验方式包括室温微动磨损及高温球盘磨损;在650℃、900℃、1000℃静止空气中的进行恒温氧化试验,对改性前后材料的氧化行为对比分析,并就其氧化机制进行了初步探讨;利用SRIM2003软件模拟双层辉光离子渗金属条件下粒子的碰撞,溅射率和吸收率与试验结果吻合,定量分析试样表面空位浓度。研究结果表明:1、优化工艺参数下,TiAlCr合金层厚度60μm、成分呈梯度分布并与基体结合牢固;TiAlCr合金层微动磨损及500℃下高温磨损性能大幅提高,改变了粘着磨损机理。2、TiAl合金在900℃氧化先形成θ-Al₂O₃,之后转变为α-Al₂O₃,期间伴随有裂纹产生,导致氧化膜开裂。3、TiAl-Cr合金抗氧化性能,Cr的作用,1)首先在表面形成保护性膜Cr₂O₃,随着氧化时间延长,TiAl-Cr合金层具有自修复功能,继续生成Cr₂O₃薄膜;2)当表面不足以形成Cr₂O₃保护膜时,由于Cr取代合金中Ti的位置,降低Ti的活度,提高Al的活度,促进表面直接生成柱状α-Al₂O₃。4、使用SRIM2003软件模拟粒子碰撞,源极的溅射率与基体的吸收率与试验结果基本吻合,溅射率达到1.0%。5、在Cr⁺、Ar⁺粒子轰击下,TiAl试样表面形成的空位浓度约为0.2～0.5×10^-4%,深度10（?）。