重型燃机喷嘴壳体及遮热板热障涂层剥落机制

摘要：

目的 探究重型燃机喷嘴壳体及遮热板热障涂层剥落机制,为该部件的全寿命管理提供参考.方法 采用等离子喷涂方法,分别制备以06Cr25Ni20不锈钢和Hastelloy X合金为基材的热障涂层试验件,并结合水淬热冲击表征方法与瞬态热力耦合仿真方法,表征热障涂层水淬后的剥落状态,获得热障涂层残余剪应力的分布状态随基材和服役工况的变化行为,揭示热障涂层在多层热失配工况下的剥落机制.结果 在水淬热冲击条件下,2 种不同基材的热障涂层试验件表现出类似的剥落行为,但由于基材热膨胀系数的差异,以06Cr25Ni20 不锈钢为基材的热障涂层的残余剪应力(70.1 MPa)比 Hastelloy X 合金基材的热障涂层(52.7 MPa)更大,热冲击寿命更短.在梯度温度载荷下,2 种不同基材热障涂层试验件的失效模式不同,前者的最大残余剪应力为39.2 MPa,后者为25.7 MPa.结论 在2种温度载荷下,以Hastelloy X合金为基材的热障涂层具有较低的残余应力和较长的服役寿命.此外,水淬热冲击可以快速表征热障涂层的寿命行为,但其失效模式与实际梯度温度载荷下的失效模式仍有一定区别.

关键词：重型燃机、喷嘴壳体、遮热板、热障涂层、剥落机制、水淬试验、热力耦合仿真

所属期刊栏目：52

分类号：TG174(金属学与热处理)

在线出版日期：2023-07-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：186-196