YPSZ陶瓷粉末在熱噴涂過程中的有限元模擬

編號(hào)：FTJS00741

篇名：YPSZ陶瓷粉末在熱噴涂過程中的有限元模擬

作者：章德銘; 任先京; 韓媛媛; 王斌利;

關(guān)鍵詞：YPSZ陶瓷; 熱障涂層; 熱噴涂; 有限元模擬; 殘余應(yīng)力;

機(jī)構(gòu)： 北京礦冶研究總院; 北京有色金屬研究總院; 西安航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限公司;

摘要： Y2O3部分穩(wěn)定的ZrO2(YPSZ)陶瓷涂層與高溫合金基體間的特性差異較大,極易產(chǎn)生高的殘余應(yīng)力從而導(dǎo)致涂層脫落失效。為此,本文通過ANSYS有限元模擬方法對(duì)熱噴涂YPSZ陶瓷涂層的溫度場(chǎng)和殘余應(yīng)力進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:熱噴涂過程中,YPSZ熔滴以一定速度在無(wú)限大MCrAlY合金表面沉積后,其溫度場(chǎng)呈梯度分布;發(fā)生散流變形的同時(shí)與底層有熱交換作用,最終凝固成圓片狀固體顆粒;2000μs左右,YPSZ顆粒與底層的溫度趨于一致,此時(shí),熔滴中心軸線上的徑向應(yīng)力呈幾乎線性分布,而軸向應(yīng)力則呈非對(duì)稱的近拋物線型分布;殘余應(yīng)力的極大與極小值都出現(xiàn)在邊緣附近。