恒定动能Si3N4颗粒重复冲击不同厚度TiN/Ti涂层损伤特征对比分析

• 作者: 何卫锋 吕长乐 廖斌 徐伟胜 曹鑫 蔡振兵 谭超
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 重复冲击 TiN/Ti涂层 动力学响应 疲劳圆周裂纹 疲劳剥落 应力梯度
• 年，卷（期）: 2018,（12）
• 所属期刊栏目: 表面失效及防护
• 页码范围: 205-213
• 页数: 9页
• 分类号: TG174.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2018.12.028

摘要

目的 研究砂粒冲击航空发动机压气机叶片不同厚度的TiN/Ti硬质涂层损伤特征与机理.方法 采用Si3N4硬质球恒定动能垂直重复冲击试验方法,研究厚度对TiN/Ti涂层冲击损伤的影响.通过对比涂层动力学响应、能量吸收率、冲击坑点轮廓、H3/E2值和损伤形貌,分析不同厚度涂层的冲击坑点损伤特征.利用ABAQUS软件仿真获得垂直冲击下涂层的应力分布.结果 在调制比为9:1的两层TiN/Ti涂层中,厚度为25μm的涂层坑点直径最大,达到382.49μm,比坑点直径最小的涂层(20μm)大了24.8％;厚度为25μm的涂层坑点最深,达到8.17μm,比坑点最浅的涂层(15μm)大了49.9％;厚度为5μm涂层的接触力峰值最大,为161.4 N,比接触力峰值最小的涂层(20μm)大了26.1％.随着涂层厚度的增加,涂层的抗冲击能力先增加后减小,厚度为20μm的涂层抗冲击能力最好.冲击坑点损伤特征有三种:中心区与过渡区的疲劳剥落与疲劳磨损,边缘区的疲劳圆周裂纹与疲劳剥落,涂层/基体变形,其中,以剥落为主.结论 硬质层内的应力梯度和重复交变拉/压应力导致硬质层内产生疲劳圆周裂纹和疲劳剥落,硬质层与结合层界面处的高应力梯度导致产生层间疲劳剥落.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	何卫锋	空军工程大学等离子体动力学重点实验室	93	730	14.0	23.0
2	蔡振兵	西南交通大学摩擦学研究所	77	453	11.0	14.0
3	廖斌	北京师范大学核科学与技术学院	27	69	4.0	7.0
4	徐伟胜	空军工程大学等离子体动力学重点实验室	3	10	2.0	3.0
5	曹鑫	空军工程大学等离子体动力学重点实验室	6	37	4.0	6.0
6	谭超	空军工程大学等离子体动力学重点实验室	2	7	2.0	2.0
7	吕长乐	空军工程大学等离子体动力学重点实验室	2	3	1.0	1.0