热喷涂涂层和基体中残余应力预报与控制研究

分析研究了热喷涂涂层和基体中残余应力产生的原因并发展建立了相应的理论模型。依据该模型,不但可以计算骤冷过程和冷却过程在涂层/基体结构内引发的残余应力,而且首次分析了沉积过程中,基体/涂层因喷射冲击(即喷涂粒子高速撞击基体及形成的涂层表面)而产生的残余应力,以及因基体/涂层热膨胀系数不匹配产生的残余应力。理论计算结果与实验结果基本吻合。通过理论计算,可以预报涂层/基体中残余应力的大小,并根据需要控制涂层/基体中残余应力的分布。对即将进行的热喷涂工艺具有一定的指导意义。

压痕法确定热障涂层蠕变参数

对单相半无限大材料和涂层/基体材料系统分别进行平头压痕蠕变试验的有限元模拟。对于每一种材料系统,分别考虑不同尺寸的压头,研究压头尺寸对涂层/基体材料系统压痕蠕变应力指数的影响规律。通过对有限元计算结果的分析,提出一个考虑压头尺寸的权重函数来量化涂层和基体对涂层/基体系统压痕蠕变指数的影响程度。基于此权重函数,提出一个确定涂层蠕变指数的分析法。最后根据压头尺寸对涂层/基体系统压痕蠕变指数的影响规律,提出确定涂层蠕变指数的外推法。