微缺陷对B2-NiAl高温涂层材料力学性能及失效机理的影响

• 作者: 丁军 宋鹍 王路生 田宇 路世青 郑浩然 黄霞
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: B2-NiAl 热障涂层 失效机理 力学性能 分子动力学
• 年，卷（期）: 2019,（1）
• 所属期刊栏目: 专题——高温涂层材料
• 页码范围: 10-21
• 页数: 12页
• 分类号: TG174.44
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.01.002

摘要

目的 研究微缺陷对B2-NiAl高温涂层材料在拉伸载荷作用下的变形行为和失效机理的影响.方法 在考虑裂纹和孔洞等微缺陷的影响下,采用嵌入原子势函数(EAM)和分子动力学方法,模拟了完美B2-NiAl涂层(Sample 1)、含中心对称微裂纹涂层(Sample 2)、含有中心微裂纹与单微孔洞涂层(Sample 3)和含有中心微裂纹与双微孔洞涂层(Sample 4)模型的失效过程,利用键对分析技术(CAN)、中心对称参数法(CSP)和径向分布函数(RDF),对涂层的变形过程和失效机理进行了分析表征.结果 随着微缺陷的增加,高温材料的屈服应力会明显下降,弹性模量也会有所降低,屈服应变逐渐减小,但微孔洞会使涂层出现二次屈服现象.完美B2-NiAl高温涂层在屈服后的位错和相变区域面积较小,分布比较均匀,在边界处萌发裂纹并沿(100)方向扩展,再沿着(111)方向扩展,直至失效.相比完美B2-NiAl高温涂层,含有微裂纹和孔洞的涂层在屈服后的位错和相变区域较小,主要在裂纹尖端沿着<111>滑移系方向均匀分布,但其主裂纹沿着[100]方向扩展并导致断裂.结论 微裂纹会降低B2-NiAl高温涂层的强度,但微孔洞会提高其塑性.应力集中会导致微裂纹萌生并在裂纹尖端附近产生微孔洞,使其与主裂纹贯通直至失效,而位错塞积则是造成应力集中的主要原因.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	宋鹍	重庆理工大学机械工程学院	18	30	4.0	4.0
2	丁军	重庆理工大学机械工程学院	40	98	5.0	7.0
3	黄霞	重庆理工大学机械工程学院	26	99	5.0	8.0
4	路世青	重庆理工大学机械工程学院	10	3	1.0	1.0
5	王路生	重庆理工大学机械工程学院	8	15	2.0	3.0
6	郑浩然	重庆理工大学机械工程学院	2	2	1.0	1.0
7	田宇	重庆理工大学机械工程学院	2	2	1.0	1.0