作者: 发布时间:2018-01-05 浏览次数:162
基材编号 |
循环次数 |
涂层编号 |
循环次数 |
1 2 3 4 |
0.2592×106 0.5472×106 0.5904×106 1.4256×106 |
1 2 3 4 |
0.5760×106 2.5344×106 2.0592×106 6.8832×106 |
表3热疲劳试验结果
试验材料 |
L(裂纹)/mm |
||||
试样1 |
试样2 |
试样3 |
试样4 |
平均值 |
|
基材涂层 |
0.80 0.40 |
0.90 0.35 |
0.75 0.43 |
0.65 0.30 |
0.78 0.37 |
一般认为,在高温循环作用下材料的损伤主要是由时间相关的蠕变损伤和循环相关的疲劳损伤以及氧化损伤共同作用所导致[10]。由于镍基高温合金GH44本身具有较高的蠕变抗力,而蠕变损伤不是其断裂的主要因素[11]。因此,循环相关的疲劳损伤ui时间相关的氧化损伤的交互作用才是导致试样最终断裂的主要原因。
材料在高温环境中承受疲劳载荷时,氧化对裂纹的萌生和扩展机制及疲劳寿命有着显著的影响[12]。金属材料的强度一般随温度的升高而下降,在高温疲劳损伤过程中,氧化起着关键作用,疲劳损伤过程中形成的氧化膜会由于循环载荷的作用造成反向滑移而发生破坏,引起裂纹从氧化裂纹处萌生并向基体内生长。金属热裂纹的出现包括孕育期、萌生期和扩展期,在热裂纹萌生和扩展的同时伴随着氧化损伤,氧化损伤缩短了裂纹的孕育期,对裂纹的萌生起到了促进作用;而裂纹的萌生反过来又加剧了试样表面的氧化损伤,促进了裂纹的形成。
结合涂层试样的热震稳定性及抗氧化试验结果可知,涂层试样具有良好的热震稳定性和抗氧化性能,因而,可在一定程度上较大幅度改善镍基高温合金GH44的高温疲劳性能。
3 结论
(1)以质量分数为28.5%的Cr2O3粉、66.7%的玻璃料和4.8%的黏土配制料浆,采用喷涂的方式涂覆在镍基高温合金GH44基材的表面,通过高温焙烧热化学反应法可制备出结构致密、结合良好的陶瓷涂层,从而有效阻隔高温环境中的氧与金属基体的直接接触,降低基体的氧化速度,其抗氧化性能较基材提高了6倍以上。
(2)涂层中的Cr2O3、玻璃料可有效调节涂层的热膨胀系数,以保证镍基高温合金GH44陶瓷涂层具有良好的热震稳定性。
(3)涂覆了陶瓷涂层的镍基高温合金GH44由于具有良好的抗氧化性能及热震稳定性,因而可有效抑制裂纹的产生,其高温疲劳性能良好。
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