為了研究等離子噴涂制備熱障涂層(TBCs)時不同槍速對陶瓷面層組織性能和殘余應(yīng)力的影響,在GH4169高溫合金基體上采用超音速火焰噴涂(HVOF)Ni Co Cr Al Y粘結(jié)層(BC層)和大氣等離子噴涂(APS)8YSZ陶瓷層(TC層).通過對比不同參數(shù)樣品的微觀組織以及顯微硬度、殘余應(yīng)力和熱震性能差異,研究了槍速對熱障涂層的影響.結(jié)果表明:槍速過低或過高時,涂層表面殘余應(yīng)力較大,熱震性能較低;隨著槍速的增大,涂層表面粗糙度逐漸增大,而孔隙率和顯微硬度逐漸減小;槍速過低時,涂層出現(xiàn)縱向裂紋,熱震失效方式為整體剝落;而槍速較大時,涂層從邊緣向中心不斷剝落,涂層表面出現(xiàn)白點.
【部分圖文】：

10次測量結(jié)果并不穩(wěn)定，在7.72～12.05μm之間．圖1TBCs噴涂態(tài)截面SEM圖像Fig.1SEMimagesoncross-sectionofas-sprayedTBCs由此可見，隨著槍速的增大，樣品表面粗糙度逐漸增大，而涂層孔隙率逐漸減�。m當(dāng)比例的孔隙(8%～15%)可得到較低的熱導(dǎo)率．這些孔隙或孔洞通常存在于半融或未融顆粒附近，易導(dǎo)致裂紋的萌生和擴展［11］．2.2物相分析YSZ粉末及噴涂后涂層的XＲD分析結(jié)果如圖2所示，可以看出YSZ粉末以四方相(t-ZrO2)為主，含有少量的單斜相(m-ZrO2)，而采用等離子噴涂后的涂層主要為t-ZrO2，沒有檢測到單斜相的存在．所有陶瓷面層的物相分析結(jié)果一致，說明槍速對面層的相組成沒有影響．圖2YSZ粉末及噴涂后涂層XＲD圖譜Fig.2XＲDspectraofYSZpowderandcoatingafterspraying2.3顯微硬度以B組為例，熱障涂層表面的Vickers顯微硬度隨加壓載荷的變化測試結(jié)果如圖3所示．當(dāng)載荷為0.098N時硬度值為HV1184，隨加壓載荷增大顯微硬度降低，當(dāng)載荷增加至1.96和2.94N時顯微硬度值趨于穩(wěn)定，繼續(xù)增加載荷至4.9N時，載荷過大，涂層碎裂．圖3槍速500mm/s時Vickers顯微硬度值隨載荷變化曲線Fig.3CurveofVickersmicrohardnessvalueschangingwithloadwithrobotscanningspeedof500mm/s在2.94N載荷時分別測各組涂層的顯微硬度，取5次平均值，結(jié)果顯示槍速為50mm/s時，顯微硬度值較大，為HV805，而槍速為500和800mm/s時值較小，為HV698和HV571．2.4熱震性能分析A、B、C三組涂層熱循環(huán)次數(shù)分別為15、75和52次．槍速為500mm/s時熱循環(huán)次數(shù)最長，為75次．如圖4所示，圖4是熱震過程的照片，當(dāng)槍速為50mm/s時，熱震15次后涂層整體剝落;第2期李晨希，等:槍速對熱障涂層組織性能及殘余應(yīng)力的影響155

10次測量結(jié)果并不穩(wěn)定，在7.72～12.05μm之間．圖1TBCs噴涂態(tài)截面SEM圖像Fig.1SEMimagesoncross-sectionofas-sprayedTBCs由此可見，隨著槍速的增大，樣品表面粗糙度逐漸增大，而涂層孔隙率逐漸減�。m當(dāng)比例的孔隙(8%～15%)可得到較低的熱導(dǎo)率．這些孔隙或孔洞通常存在于半融或未融顆粒附近，易導(dǎo)致裂紋的萌生和擴展［11］．2.2物相分析YSZ粉末及噴涂后涂層的XＲD分析結(jié)果如圖2所示，可以看出YSZ粉末以四方相(t-ZrO2)為主，含有少量的單斜相(m-ZrO2)，而采用等離子噴涂后的涂層主要為t-ZrO2，沒有檢測到單斜相的存在．所有陶瓷面層的物相分析結(jié)果一致，說明槍速對面層的相組成沒有影響．圖2YSZ粉末及噴涂后涂層XＲD圖譜Fig.2XＲDspectraofYSZpowderandcoatingafterspraying2.3顯微硬度以B組為例，熱障涂層表面的Vickers顯微硬度隨加壓載荷的變化測試結(jié)果如圖3所示．當(dāng)載荷為0.098N時硬度值為HV1184，隨加壓載荷增大顯微硬度降低，當(dāng)載荷增加至1.96和2.94N時顯微硬度值趨于穩(wěn)定，繼續(xù)增加載荷至4.9N時，載荷過大，涂層碎裂．圖3槍速500mm/s時Vickers顯微硬度值隨載荷變化曲線Fig.3CurveofVickersmicrohardnessvalueschangingwithloadwithrobotscanningspeedof500mm/s在2.94N載荷時分別測各組涂層的顯微硬度，取5次平均值，結(jié)果顯示槍速為50mm/s時，顯微硬度值較大，為HV805，而槍速為500和800mm/s時值較小，為HV698和HV571．2.4熱震性能分析A、B、C三組涂層熱循環(huán)次數(shù)分別為15、75和52次．槍速為500mm/s時熱循環(huán)次數(shù)最長，為75次．如圖4所示，圖4是熱震過程的照片，當(dāng)槍速為50mm/s時，熱震15次后涂層整體剝落;第2期李晨希，等:槍速對熱障涂層組織性能及殘余應(yīng)力的影響155

10次測量結(jié)果并不穩(wěn)定，在7.72～12.05μm之間．圖1TBCs噴涂態(tài)截面SEM圖像Fig.1SEMimagesoncross-sectionofas-sprayedTBCs由此可見，隨著槍速的增大，樣品表面粗糙度逐漸增大，而涂層孔隙率逐漸減�。m當(dāng)比例的孔隙(8%～15%)可得到較低的熱導(dǎo)率．這些孔隙或孔洞通常存在于半融或未融顆粒附近，易導(dǎo)致裂紋的萌生和擴展［11］．2.2物相分析YSZ粉末及噴涂后涂層的XＲD分析結(jié)果如圖2所示，可以看出YSZ粉末以四方相(t-ZrO2)為主，含有少量的單斜相(m-ZrO2)，而采用等離子噴涂后的涂層主要為t-ZrO2，沒有檢測到單斜相的存在．所有陶瓷面層的物相分析結(jié)果一致，說明槍速對面層的相組成沒有影響．圖2YSZ粉末及噴涂后涂層XＲD圖譜Fig.2XＲDspectraofYSZpowderandcoatingafterspraying2.3顯微硬度以B組為例，熱障涂層表面的Vickers顯微硬度隨加壓載荷的變化測試結(jié)果如圖3所示．當(dāng)載荷為0.098N時硬度值為HV1184，隨加壓載荷增大顯微硬度降低，當(dāng)載荷增加至1.96和2.94N時顯微硬度值趨于穩(wěn)定，繼續(xù)增加載荷至4.9N時，載荷過大，涂層碎裂．圖3槍速500mm/s時Vickers顯微硬度值隨載荷變化曲線Fig.3CurveofVickersmicrohardnessvalueschangingwithloadwithrobotscanningspeedof500mm/s在2.94N載荷時分別測各組涂層的顯微硬度，取5次平均值，結(jié)果顯示槍速為50mm/s時，顯微硬度值較大，為HV805，而槍速為500和800mm/s時值較小，為HV698和HV571．2.4熱震性能分析A、B、C三組涂層熱循環(huán)次數(shù)分別為15、75和52次．槍速為500mm/s時熱循環(huán)次數(shù)最長，為75次．如圖4所示，圖4是熱震過程的照片，當(dāng)槍速為50mm/s時，熱震15次后涂層整體剝落;第2期李晨希，等:槍速對熱障涂層組織性能及殘余應(yīng)力的影響155
【參考文獻(xiàn)】

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【二級參考文獻(xiàn)】

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【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：2854995