TA15合金兼具α合金优异的抗蠕变性能、良好的耐蚀性及（α+β）合金的高强度,其独特的优势,使其成为航空航天领域具有巨大潜力的新型高温结构材料。但其抗高温氧化性能和抗热腐蚀性能的不足,严重限制了该合金的使用范围。为解决这一问题,采用双层辉光等离子表面冶金技术在TA15合金表面制备Cr-Si合金层,以提高其抗高温氧化及抗热腐蚀性能。TA15合金基体表面成功渗Cr后,再进行渗Si,渗Cr的最佳工艺参数为:温度950℃,源极电压950V;工件电压400V;工作气压35Pa;极间距15mm;保温时间3h。渗Si层的最佳工艺参数为:温度1000℃,源极电压1000V;工件电压450V;工作气压38Pa;极间距15mm;保温时间3.5h。利用SEM、EDS、XRD对Cr-Si合金层的表面形貌、截面形貌、元素分布及相组成进行分析,结果表明:Cr-Si合金层表面均匀致密,无孔洞、缝隙;表面相组成为Cr、Si和Cr3Si;厚度约为40μm,与基体之间结合力达63.5N。对基体及Cr-Si合金层在不同温度下进行高温氧化实验,结果表明:温度低于750℃时,基体及Cr-Si合金层都具有一定抗高温氧化能力,基体在800℃以上失去抗氧化能力;Cr-Si合金层在850℃氧化50h后,表面出现轻微剥落,但仍具有较好的抗高温氧化作用。对基体及Cr-Si合金层在750℃不同时间进行高温氧化实验,结果表明:基体表面氧化膜呈Al₂O₃和TiO₂交替分层分布;Cr-Si合金层表面能迅速生成Cr2O3和SiO₂保护膜,起到较好抗高温氧化作用。对基体及Cr-Si合金层在不同温度Na₂SO₄盐中热腐蚀实验,结果表明:Cr-Si合金层增重小于基体,且温度低于750℃热腐蚀100h时均表现出一定的抗热腐蚀能力。基体在800℃氧化50h时,氧化膜腐蚀剥落;Cr-Si合金层在800℃中热腐蚀100h后,仍能起到较好的抗热腐蚀作用。对基体及Cr-Si合金层在700℃的Na₂SO₄盐中不同时间热腐蚀实验,结果表明:基体及Cr-Si合金层均表现出一定的抗热腐蚀能力;Na₂SO₄盐可使氧化膜疏松多孔,还能与金属元素发生氧化或硫化反应,是加速氧化腐蚀的催化剂。对基体及Cr-Si合金层在75%Na₂SO₄+25%NaCl混合盐中不同时间热腐蚀试验,结果表明:基体在混合盐中抗热腐蚀能力急剧下降,生成的氧化膜疏松,且易与基体剥离;Cr-Si合金层表面氧化膜仍具有较好的抗热腐蚀能力。氯离子的存在加速了热腐蚀进程,故混合盐中的热腐蚀过程是氧化、硫化和氯化的综合过程。