过渡层TiO_(2)含量对2197铝锂合金/Al_(2)O_(3)-TiO_(2)复合涂层等离子喷涂残余应力影响的有限元分析

采用有限元模拟方法,研究了成分分别为Al_(2)O_(3)-10%TiO_(2)、Al_(2)O_(3)-20%TiO_(2)、Al_(2)O_(3)-30%TiO_(2)和Al_(2)O_(3)-40%TiO_(2)的过渡涂层对以2197铝锂合金为基底、NiAl为粘结层和以Al_(2)O_(3)-5%TiO_(2)为陶瓷顶层的整体模型残余应力的影响及其规律。结果表明,随着过渡层TiO_(2)含量的增加,喷涂涂层的等效残余应力急剧增大。过渡层TiO_(2)含量对过渡层与粘结层界面径向残余应力影响最大:随过渡层TiO_(2)含量从10%增加到40%,该区域最大径向残余拉应力由1.74 MPa增加到5.33 MPa。过渡层TiO_(2)含量对过渡层与顶层界面残余应力影响较小。最大径向残余应力出现在陶瓷顶层的轴心位置,最大轴向残余应力集中在涂层结合界面接近边缘的区域。工业上建议使用TiO_(2)含量较少的过渡层以减小喷涂涂层的残余应力,提升喷涂涂层的强度。