隨著工業(yè)的高速發(fā)展,在重要零部件上,通過表面工程使零件具有更高的可靠性成為一種常用方法。等離子噴涂作為一種涂層制備的常用方法,被廣泛應(yīng)用在零件表面強(qiáng)化上。涂層中殘余應(yīng)力的存在是涂層失效的重要原因之一,因此研究涂層中殘余應(yīng)力的狀態(tài)及其在工作條件下的應(yīng)力變化具有重要意義。涂層沉積過程對涂層殘余應(yīng)力的形成起著決定性作用,但對該過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控目前無法實(shí)現(xiàn),因此數(shù)值模擬成為了研究涂層沉積過程的重要方法。本文應(yīng)用有限元分析軟件,建立了模擬在GH4169基體上制備NiCrFeMo涂層沉積過程的有限元模型,并對沉積過程溫度場和應(yīng)力場進(jìn)行了分析;選取了噴涂功率、掃描速度以及涂層厚度作為影響因素,分析了各因素對涂層沉積過程溫度場和應(yīng)力場的影響;對制備完成后的涂層在熱循環(huán)下應(yīng)力的變化進(jìn)行了研究,并分析了蠕變的發(fā)生對涂層中應(yīng)力的影響。通過對涂層沉積過程的模擬發(fā)現(xiàn),在噴涂過程中,涂層系統(tǒng)各方向均存在溫度梯度,涂層中節(jié)點(diǎn)溫度隨時(shí)間周期性波動(dòng),基體與涂層存在較大溫度差;涂層節(jié)點(diǎn)應(yīng)力在噴涂過程中周期性波動(dòng);冷卻至室溫后,涂層應(yīng)力分布較為均勻,但邊緣與結(jié)合界面處應(yīng)力集中明顯。對涂層應(yīng)力影響因素的研究發(fā)現(xiàn),涂層應(yīng)力隨噴涂...

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 熱噴涂技術(shù)
        1.2.1 熱噴涂技術(shù)概述
        1.2.2 熱噴涂特點(diǎn)
    1.3 等離子噴涂
        1.3.1 等離子噴涂原理
        1.3.2 等離子噴涂特點(diǎn)
        1.3.3 等離子噴涂工藝參數(shù)
        1.3.4 等離子噴涂的應(yīng)用
        1.3.5 等離子噴涂涂層結(jié)構(gòu)
    1.4 涂層殘余應(yīng)力
        1.4.1 涂層殘余應(yīng)力來源
        1.4.2 涂層殘余應(yīng)力研究現(xiàn)狀
    1.5 本文研究內(nèi)容
第2章 有限元方法原理及模型的建立
    2.1 熱分析基本理論
        2.1.1 熱傳遞微分方程
        2.1.2 熱分析定解條件
    2.2 應(yīng)力分析基本理論
    2.3 模型的建立
第3章 等離子噴涂熱噴涂層沉積過程有限元分析
    3.1 等離子噴涂沉積過程有限元計(jì)算
        3.1.1 溫度場有限元計(jì)算
        3.1.2 應(yīng)力場有限元計(jì)算
    3.2 沉積過程溫度場分析
    3.3 沉積過程應(yīng)力場分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 涂層殘余應(yīng)力影響因素分析
    4.1 工藝參數(shù)對殘余應(yīng)力的影響
        4.1.1 噴涂功率對殘余應(yīng)力的影響
        4.1.2 掃描速度對殘余應(yīng)力的影響
    4.2 涂層厚度對涂層殘余應(yīng)力的影響
    4.3 本章小結(jié)
第5章 熱循環(huán)作用下涂層的殘余應(yīng)力
    5.1 熱循環(huán)下應(yīng)力變化
    5.2 蠕變對熱循環(huán)下涂層殘余應(yīng)力的影響
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表(含錄用)的學(xué)術(shù)論文



本文編號(hào)：3862665