TA2工业纯钛具有比强度高、耐腐蚀性与焊接性能强等特点,被广泛应用于船舶、化工、海洋等领域,但其表面硬度和摩擦磨损性能较差,极易发生磨损和空蚀问题,严重影响产品的使用寿命和安全性。本课题研究一种新的钛合金表面处理工艺──盐浴碳氮铬钒复合共渗（简称复合共渗）,在材料表面生成高硬度的复合共渗层以提高耐磨性和抗空蚀性能,进一步拓展TA2钛合金的应用,主要研究成果如下:（1）基于TA2合金进行复合共渗试验,研究了共渗时间、共渗温度对共渗层显微硬度的影响,并以显微硬度为指标进行四因素三水平正交实验。研究发现,随着共渗时间、共渗温度不断提升,渗层硬度呈上升趋势,平均显微硬度可达1408HV,相比未处理试样（200HV）、碳氮共渗试样（627HV）分别提升604%、124%。正交试验得到典型工艺参数为:共渗温度850℃、共渗时间4h、供铬剂7.5%、供钒剂10%。（2）使用光学显微镜、白光干涉仪等观察复合共渗层表面与横截面显微形貌,可以观察到共渗层表面致密、均匀,覆盖了处理前试样表面的划痕、凹坑等缺陷;横截面由表及里依次为化合物层、过渡层、基体,没有疏松层、气泡、裂纹等问题;化合物层厚度可达77μm,远大于碳氮共渗处理与TD法渗金属处理的渗层厚度。（3）通过XRD检测复合共渗层物相,结果显示渗层中主要物相为Ti N、Ti8C5以及VC、Cr7C3、V8C7等高硬度化合物。结合显微硬度变化和EDS分析,对复合共渗机理进行研究,在共渗前期C、N原子通过间隙扩散迅速渗入,而Cr、V原子扩散机理为置换扩散或空位扩散,共渗温度大于700℃且共渗时间超过2h才能大量渗入。根据菲克扩散第二定律以及阿伦尼乌斯公式,计算得出复合共渗处理的扩散激活能Q=79.26 k J/mol,推导出复合共渗处理扩散方程:l~2=1.897?10-9exp（-9533.68/T）t。（4）对复合共渗试样、碳氮共渗试样、未处理试样进行多种工况条件下的往复式摩擦磨损实验,通过超景深显微镜和白光干涉仪观察磨痕二维、三维形貌并分析磨损机理。在干摩擦、Na Cl溶液润滑和油润滑条件下,复合共渗试样的比磨损率相比未处理试样分别降低50%、42%、47%,说明复合共渗处理能够有效提升TA2合金的耐磨性。三种试样磨痕表面均出现大量犁沟和粘着坑,主要磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损,随着实验载荷的提升,试样粘着磨损和塑性变形加剧,在较高滑动速度下试样表面出现疲劳磨损现象。（5）对复合共渗试样、碳氮共渗试样、未处理试样进行超声振动空蚀实验、电化学腐蚀实验与静态拉伸实验,研究复合共渗处理对TA2合金抗空蚀性能、耐腐蚀性能以及基体强度的影响。实验结果表明,复合共渗试样的空蚀累积失重相比未处理试样和碳氮共渗试样分别降低50%、43%,同时复合共渗试样表面空蚀坑的深度和数量也远低于未处理试样与碳氮共渗试样,说明复合共渗处理能够明显提升TA2合金抗空蚀性能;复合共渗试样自腐蚀电位相比未处理试样提升0.17V,腐蚀电流密度降低37%,说明复合共渗处理使材料耐腐蚀性能得到增强;拉伸试样经800℃、900℃复合共渗处理后,抗拉强度分别降低15%、19%,而断面收缩率分别提升31%、42%,原因是TA2合金在高温下长时间保存后晶粒尺寸增大,材料强度降低而塑性提升。