热障涂层热震失效寿命定量计算的研究

研究了热障涂层的热震失效，认为涂层热震失效的本质为应力疲劳失效．建立了涂层热震失效寿命理论计算公式，并用实验结果对公式进行了验证，证明公式能很好地拟合实验结果．提出了评价涂层抗热震性能的指标-临界热震温差范围△Tc．该工作为估算涂层寿命及减少实验工作量提供了理论依据．

添加剂对Cr_2O_3涂层热震失效寿命的影响与涂层的实际选用

在 Cr2 O3涂层中加入不同含量的 Ce O2 和 Si O2 添加剂 ,通过涂层热震试验及对热震试验结果的计算分析表明 ,涂层的热震失效本质为热应力疲劳失效 ;在 Cr2 O3涂层中加入 Ce O2 和 Si O2 ,可显著提高涂层的临界热震温差范围△ TC。采用 Ce O2 作添加剂使涂层的热震抗力系数提高较多 ,而 Si O2 则更多地提高△ TC。涂层在 30 0℃温度下工作时 ,选用 3.0 % Ce O2 作添加剂 ,使之具有较好的综合性能 ;涂层在 30 0～ 5 0 0℃范围内工作 ,采用 3.0 %～ 6 .0 % Si O2 作添加剂 ,其抗热震性较好。

等离子喷涂纳米氧化锆涂层的热震失效机理研究（英文）

采用合理的喷涂工艺参数制备了纳米氧化锆涂层并在1100℃下测试了其热震性能,利用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对涂层的结构及表面/界面形貌进行了分析。根据实验分析结果提出了纳米涂层的热震失效机理,即孔隙或早期存在的微裂纹由于能提供更好的生长空间而使得附近的纳米颗粒在热震实验过程中优先长大,其长大过程会造成新的微裂纹生成,从而导致其它的纳米颗粒长大。随着纳米结构涂层中的大多数或者全部的纳米颗粒长大后,纳米结构随之变为准微米结构,其热震失效模式将类似于传统微米涂层的失效方式。

激光熔覆Hastelloy C276涂层组织及抗热震性能研究

目的 针对微晶玻璃压延辊在服役过程中因表面频繁承受较大的温度梯度而开裂的问题,研究一种抗冷热疲劳性能突出的高性能防护涂层来延长压延辊服役寿命。方法 采用激光熔覆技术,以扫描速度为800 mm/min、送粉量为26 g/min、光斑直径为4 mm、搭接率为50%、激光功率为2 200 W的工艺参数,在2Cr13基体上熔覆Hastelloy C276镍基合金涂层。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)研究熔覆涂层的微观组织和热震失效裂纹微观形貌、元素分布以及涂层相组成。利用箱式电阻炉对Hastelloy C276熔覆涂层与2Cr13基体进行热震试验。结果 Hastelloy C276熔覆涂层表面无裂纹、成形良好,涂层与基体之间为冶金结合。涂层由γ-Ni、M_(6)C和M_(23)C_(6)相组成。熔覆涂层从基体结合处至表面依次形成了平面晶、胞状组织、柱状树枝晶以及等轴树枝晶,碳化物相均在树枝晶间析出。Hastelloy C276熔覆涂层抗热震失效次数约为2Cr13基体的3倍,最高抗热震次数可达到202,Hastelloy C276熔覆涂层具有良好的抗热震性能。结论 由于HastelloyC276涂层与2Cr13基体结合紧密且存在热膨胀系数差异,热震时在熔覆结合界面产生了较大热应力,因此裂纹最先在熔覆结合界面处萌生,然后逐渐扩展至涂层表面最终失效。Hastelloy C276涂层的裂纹萌生扩展机制使裂纹在涂层表面出现较晚,有效延长了2Cr13微晶玻璃压延辊抗冷热疲劳寿命。

ZrB2基超高温陶瓷材料抗热震性能及热震失效机制研究进展

ZrB_2基超高温陶瓷具有高熔点、较高的强度、高热导率等优点,是一种性能优异的高温结构材料,成为高超声速飞行器关键热部件的首选候选材料。介绍了ZrB_2的基本性能,以及ZrB_2基超高温陶瓷材料的抗热震性能及改进情况,讨论了表面热交换系数梯度对材料热震行为的影响,对超高温陶瓷材料的热震行为和热震失效机制有了新的认识,为材料在实际服役条件下的性能预测提供参考,并为材料抗热震性能的提高提供了新的研究思路。