金属热处理

作者：樊小可, 陈瑞芳, 叶云霞, 花银群, 蔡杰, 戴峰泽

单位：江苏大学 机械工程学院, 江苏 镇江 212013

关键词：激光冲击,热障涂层,内聚力单元,裂纹,应力演变,有限元模拟

基金：江苏省重点研发产业前瞻项目(BE2020037);镇江市重点研发计划(GY2019005)

通过改变热生长氧化物(TGO)生长速率和形貌建立激光冲击(LSPed)热障涂层模型,与未激光冲击(Non-LSPed)涂层的界面应力进行对比仿真,从应力演化的角度分析激光改性对于热障涂层高温热循环的影响,并在TC/TGO界面引入内聚力单元,研究激光改性对热障涂层界面裂纹的影响。结果表明,相同TGO形貌下,在TGO表面,LSPed试样的应力值小于Non-LSPed试样,激光改性降低了此区域产生褶皱翘曲、层裂和剪切破坏的风险;在TGO/BC界面,氧化前期LSPed试样的应力值偏大,但在氧化后期Non-LSPed和LSPed试样应力值基本接近,表明LSP改性对于TGO/BC界面应力影响较小。不同TGO形貌下,整体上LSPed试样应力小于Non-LSPed试样,表明LSP改性可有效地降低涂层界面应力值。Non-LSPed试样在热循环35次时,TC/TGO界面在波峰位置区域出现裂纹,随着循环次数增大,裂纹向波谷处扩展,LSPed试样热循环50次后未出现裂纹。

来源：2025年第4期

《金属热处理》期刊编辑部

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