热障涂层系统的热梯度机械疲劳应力分析

• 作者: 李长鹏 杨舟 陈国锋 雒建斌
• 来源期刊: 中国表面工程
• 学科: 工学
• 关键词: 热障涂层 热机械疲劳 应力分布
• 年，卷（期）: 2018,（2）
• 所属期刊栏目: 表面工程研究
• 页码范围: 130-137
• 页数: 8页
• 分类号: TG174.442|TG115.57
• 语种: 中文
• DOI: 10.11933/j.issn.1007-9289.20170913001

摘要

基于IN738高温合金基体上涂覆的热障涂层系统(Thermal barrier coating system,TBCs),分析热循环和热梯度机械疲劳加载条件下涂层的应力分布及演变.通过有限元分析研究了热生长氧化层(Thermally growth oxidation,TGO)的应力分布,以预测不同载荷作用下TBCs的失效行为.结果可知,在热循环的基础上施加应变载荷会造成TGO应力性质及大小的改变.只施加温度载荷,在加热过程中TGO/粘结层(Bond coat,BC)界面波峰位置会承受轴向较大的拉伸应力,裂纹多会在此处萌生,且以层间开裂的方式失效.而在温度与机械载荷的共同作用下,冷却过程中会承受较大的拉伸应力,显著增大的轴向应力与径向应力共同作用,使垂直于TGO/BC界面的裂纹沿着界面方向扩展,从而造成陶瓷层(Top coat,TC)剥落.进一步对比分析了同相和反相加载时的应力分布,结果表明反相加载时一次循环周期内会产生拉伸平均应力,更易发生TBCs的失效.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	雒建斌	清华大学摩擦学国家重点实验室	96	1802	22.0	37.0
2	杨舟	清华大学摩擦学国家重点实验室	4	17	2.0	4.0
3	李长鹏		2	0	0.0	0.0
4	陈国锋		3	0	0.0	0.0