永利皇宫注册网站

梯度涂层的结合强度

运行中电动机振动较大 快速点磨削情人快乐让爱传递 2009年最牛的情人节短信集锦山寨农具-山寨铁锹打造现代居室“农家乐”(图)电磁阀的电源条件钢材市场-中国钢铁工业协会:钢材库存处近年来最低水平印尼安徽-安徽开力沉拆头台堆上机进口印尼(图)动机卡特-09年1月1日珀金斯收动机公布最旧己事免命铁矿石价钱-若钢企仍陷败本困局 钢铁振亡将降空慧聪机械-慧聪工程机械网齐体员工牛年收祝福(图)强度 结合 梯度 试验 循环 失效 应力 温度 双层 变化 运行中电动机振动较大 快速点磨削情人快乐让爱传递 2009年最牛的情人节短信集锦 梯度涂层的结合强度

  涂层的结合强度包括涂层与基体的结合强度(即粘结强度,记作CS)和涂层层间结合强度(即内聚强度,记作AS),采用拉伸试验对涂层的两种结合强度进行了评价,如图4所示。由图可见,梯度涂层的两种结合强度均高于双层涂层的强度。内聚强度取决于层间粒子的结合强度,粘结强度取决于NiCoCrAlY粒子与TC4基体的结合状况,并都受到涂层中残余应力的影响。成分梯度化分布消除了涂层中的宏观层间界面,和由此造成的物理性质突变,因此改善了层间粒子结合状况,缓和了涂层中的制备应力,使涂层的结合强度得以提高。

  两种涂层的内聚强度值均大于粘结强度值,并且测定粘结强度时,在外加拉应力的作用下,两种涂层的拉伸断裂位置均处于涂层与基体的结合界面,涂层与基体发生机械分离,这说明NiCoCrAlY底层与钛合金基体的结合界面是整个涂层-基体体系中的最薄弱之处。

3.3  梯度涂层的抗热震行为

  图5为两类热障涂层的抗热震循环试验结果。由图可见,梯度涂层的抗热震温度高于双层涂层,即双层涂层在1100°C、1次循环后失效,而梯度涂层在1200°C、1次循环后方才失效;在相同热震试验温度下,梯度涂层的抗热震循环次数明显多于双层涂层,并且随试验温度的降低,梯度涂层的抗热震循环次数更显著的增多,尤其在900°C试验时,梯度涂层经历了近55次热循环后方才失效,而双层涂层仅仅经受了大约10次热循环即失效。由此可见,梯度涂层的抗热震性能优于双层涂层。

  涂层的抗热震性能取决于涂层中热应力的大小和涂层的结合强度[8]。在热震试验条件下,由于ZrO、NiCoCrAlY和TC4基体的热膨胀系数不相同,导致在涂层的各部分内部形成热应力,并在结合界面上形成应力集中。梯度涂层的成分呈梯度化分布,克服了陶瓷表面层与金属底层间的物理性质突变现象,缓和了涂层中的热应力及界面应力集中,因此其抗热震性能得以显著提高[5]

图5 两种热障涂层的热震试验结果

另外,由图5还可看出,两类涂层的热循环次数随着试验温度的变化趋势不同,随着试验温度的升高,双层涂层的循环次数基本上呈线性降低,而梯度涂层的循环次数则呈非线性变化。这种变化趋势可能与涂层的热震失效方式随温度的变化有关。在900-1100°C的试验温度范围内,双层涂层的失效方式未发生变化,均表现为涂层整体自基体表面剥落,断面较为平整,表明涂层与基体为机械分离。梯度涂层的失效方式则随试验温度的改变而变化,在1100°C和1200°C试验时,梯度涂层整体自基体表面剥落,剥离面平整,表现为涂层与基体的机械式分离;在1000°C试验时,梯度涂层也自基体表面剥落,但其剥离面凹凸不平,表现为部分区域发生涂层与基体机械分离,而另一部分区域则以撕裂基体表面层的方式发生剥离;在900°C试验时,其失效方式发生了较大的改变,表现为涂层的纵向断裂和一部分涂层自基体表面剥落,如图6所示。梯度涂层的失效方式随试验温度的改变而发生变化的现象反映出涂层在经受不同程度的热冲击应力的作用时,其失效行为有所不同。

图6 梯度涂层试样于900°C试验时的热震失效形貌
图7 经900°C,25次热循环后梯度涂层与基体结合区域的截面SEM形貌

梯度涂层在900°C热震试验时,其抗热震循环次数显著增多与在涂层与基体结合界面形成了元素富集区有关。图7为经900°C、25次热循环后涂层与基体结合区截面的SEM形貌。由图可见,经高温反复多次热循环后,在NiCoCrAlY底层与TC4基体结合区形成了既不同于涂层组织,也不同于基体组织的新相区,采用能谱仪对该区域的合金元素含量进行测定,其结果为(at%):Ni:48.6%,Ti:27.4%,Al:10.1%,Cr:8.2%,Co:0.9%,Y:0.35%,V:0.4%,杂质(Fe,Si等):其余。可见该区域富含元素Ni、Ti和Al等,这表明梯度涂层经900°C长时间热循环后,NiCoCrAlY底层与TC4合金基体发生了热相互作用。这种热的相互作用改善了涂层与基体的结合状况,提高了涂层与基体的结合强度,从而提高了涂层的抗热震性能。

TBS12NART8VRB110RBI14DRB16激光焊接——效率、柔性、经济 概念设计 焊接研究面临的问题 精密、超精密切削时PCD刀具后刀面熨压作用的分析带刀片帮机 对刀仪定标及坐标系统变换拐颈偏磨和曲拐半径误差刀具几何形状对表面粗糙度的影响梯度涂层的结合强度梯度涂层的结合强度

沪ICP备05049355号