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随我国综合国力的提升和对太空未知领域的不断探索,航空航天领域对航天器的要求越来越高,也对航天器的制造材料提出了更高的性能要求。从20世纪50年代开始,钛合金因其独特的优点,例如化学性质稳定、比强度高等,成为航空结构材料的研究和应用热点。航空器工作环境的复杂性对航空材料提出极高的要求,而钛合金较差的抗高温氧化性能制约了其在航空航天领域的发展。在500℃以上的工作环境,钛合金易因其表面的氧化膜破损而导致材料的氧化失稳,造成钛合金结构件的部分或整体破坏,对航天器的结构稳定性造成重大威胁。航空航天事业的不断发展和对太空的不断探索推动了对高温钛合金的研究。在现有的钛合金中掺入能够提高其高温抗氧化性的合金元素或重新设计高温抗氧化钛合金是解决钛合金在高温下氧化失稳的根本解决办法。但其高昂的研究成本,较长的研究周期、合金力学性能的不确定性等缺点十分明显。与之相比,表面处理工艺因其工艺可控、成本较低、选择方法多样等优点脱颖而出,成为改善钛合金高温性能的研究热点。双层辉光离子渗金属技术具有渗速快、合金层结合良好、环境友好等优点,为钛合金表面高温抗氧化合金层的制备提供了一种可选方法。本文利用双辉离子渗金属技术在钛合金表面设计并制备了抗高温氧化合金层,以期达到提高钛合金高温抗氧化性的目标。对不同温度（850℃、900℃、950℃）及不同过渡层的合金层的形貌、成分及力学性能进行了分析,并对试样的高温抗氧化性及电化学性能进行了探究。主要研究结论如下:（1）采用双辉技术在Ti6Al4V基体上成功制备了Mo-Ir和Ni-Ir合金层。经过双辉处理后,试样表面的粗糙度提高,其显微形貌表现出明显的“丘状”起伏。EDS及XRD结果表明,合金层的主要构成为Ir,其主要晶面取向为（111）和（220）。随保温温度的提高,合金层的厚度不断增大,表面粗糙度也随之提高。（2）双辉处理后的TC4-Mo-Ir和TC4-Ni-Ir试样的表面硬度均有所提高,但在不同载荷下所获得的压痕中,基体的占比不同导致合金层的硬度产生差异,合金化后试样的显微硬度为600830 HV;纳米压入实验证实了合金层硬度的提高,合金层的硬度相较于TC4基体最多提升了一倍,为13.51 GPa;合金层的弹性模量也增大,约205 GPa。（3）在900℃经过100 h高温氧化后,TC4基体表面出现明显的氧化剥落现象,XRD结果表明试样表面被完全氧化。而900℃和950℃合金化处理的TC4-Ni-Ir试样表面没有出现明显的剥落情况,同时不同温度制备的试样在各阶段的氧化增重均明显小于基体的氧化增重,表现出较好的高温抗氧化性。Mo-Ir合金层对氧的隔绝作用弱于Ni-Ir合金层。高温氧化结果表明900℃制备的合金层具有相对较好的高温抗氧化性,经过100 h氧化后的氧化增重最少,氧化后产物主要是IrO2。（4）利用电化学工作站对TC4-Mo-Ir和TC4-Ni-Ir试样在3.5%NaCl溶液中进行了抗腐蚀性能测试。极化曲线结果表明,经过合金化处理的试样其耐腐蚀性较TC4基体均有所提高,其中900℃制备试样的耐腐蚀性最优,自腐蚀电位从TC4基体的-2.71×10-1 V提高到0.58×10-1 V,腐蚀电流密度从TC4基体的5.02×10-7 A/cm2下降到7.44×10-8 A/cm2;TC4-Mo-Ir试样交流阻抗谱的电阻值均大于TC4基体,表现出较好的耐蚀性。双辉处理后的TC4-Ni-Ir试样的耐腐蚀性能进一步提高,900℃所制备试样的自腐蚀电位为0.79×10-1 V,腐蚀电流密度为2.06×10-8 A/cm2,其交流阻抗谱的阻抗值增加,处理后试样的腐蚀速率为0.26×10-3 mm/a。