本周的实验,已经谢幕,经过长时间的实验研究探讨,我们正航仪器网络部同事在这里为大家总结定向凝固Ni基熔覆涂层热震试验结果:
本试验中,通过对粉末1和粉末2熔覆层热震实验的对比,可以发现,粉末1熔覆层与粉末2熔覆层失效原理相似。熔覆层失效首先是由于熔覆层与基体结合带产生裂纹。裂纹进一步扩展,使得熔覆层与基体脱离。熔覆层内部产生裂纹大多产生于层与层之间的过渡区域。
涂层的抗热震性能取决于涂层中热应力的大图7粉末2熔覆层404次热震后的SEM形貌(a)熔覆层;(b)裂纹小、颗粒之间的界面结合强度及涂层与基体的结合强度。在热震实验条件下,由于熔覆层粉末与基体的热膨胀系数不相同,导致在涂层内部形成热应力(第1类热应力),并在结合界面上形成应力集中。同时还要考虑在热震过程中材料内的温度梯度造成的宏观热应力(第2类热应力)的作用。在高温热循环过程中,随着熔覆层表面的不断氧化,在结合带和各层界面处产生较大的应力集中。由于熔覆层与基体本身所存在的热膨胀系数的差异,在热循环应力作用下,在腐蚀坑等缺陷处就会产生应力集中。
当结合带或层间过渡区的应力超过熔覆层自身的韧性以及熔覆层与基体之间的结合力后,裂纹就会在界面处萌生。随着热应力的不断增大,裂纹迅速扩展贯通,最终引起熔覆层的剥落失效。所以,减小熔覆层与基体材料之间的热膨胀系数差异,采用合适的工艺参数,使得熔覆层与基体产生紧密的冶金结合,提高熔覆层与基体的结合力,是提高熔覆层质量与性能的重要研究方向。在进行多层激光熔覆过程中,如何提高多层熔覆层之间的良好过渡,使得熔覆层组织连续生长,减小层与层之间的横向应力,也是提高熔覆层质量与性能的重要方面。
1)粉末1熔覆层在366次热震实验后失效。粉末2熔覆层在404次热震实验后失效。粉末2熔覆层抗冷热冲击性能优于粉末1熔覆层;
2)熔覆层失效首先是由于熔覆层与基体结合带产生裂纹。裂纹进一步扩展,使得熔覆层与基体脱离。熔覆层内部产生裂纹大多产生于层与层之间的过渡区域;
3)减小熔覆层与基体材料之间的热膨胀系数差异,采用合适的工艺参数,使得熔覆层与基体产生紧密的冶金结合,提高熔覆层与基体的结合力;在进行多层激光熔覆过程中,保证多层熔覆层之间的良好过渡,使得熔覆层组织连续生长,减小层与层之间的横向应力,是提高熔覆层抗热震性能的重要研究方向。(正航仪器研究室供稿)http://www.zhushanzz.com