研究了渗碳工艺对TC4钛合金表面渗碳层组织、组成相及强化效果的影响,特别对不同的渗碳时间对渗碳层厚度、微观组织、相组成及其形成机理进行了深入的探究。结果表明:钛合金表面经渗碳后均形成Ti C陶瓷层+扩散层。表面呈众多胞状结构、小沟槽及纳米微孔的形貌特征,微观组织为众多取向各异、亚微米级的Ti C相晶粒。随着渗碳时间的延长,渗碳层厚度明显增加,经3h渗碳后能获得均匀且致密的Ti C陶瓷层。Ti C陶瓷层硬度高达1195 HV0.2,可有效提高钛合金的表面硬度和耐磨性。