高温拉压环境下DZ125高温合金的热障涂层失效

摘要

采用电子束物理气相沉积法(EB-PVD)在定向凝固Ni基高温合金DZ125基体上制备了NiCoCrAlY粘结层和YSZ陶瓷层,研究了高温拉压环境下热障涂层的失效模式,并对其进行了有限元分析。实验结果表明,热障涂层的失效与仅受热载荷作用下的有很大不同,仅有热载荷作用下的热障涂层裂纹多萌生于热氧化层(TGO)内部,进而扩展引起热障涂层的失效。而高温拉压试验后热障涂层体系存在两种裂纹,分别萌生于TGO/粘结层界面和粘结层/扩散层界面附近。有限元模拟结果显示TGO/陶瓷层和TGO/粘结层处存在应力状态的转变和应力值的突变,径向应力的突变导致了界面分离现象的产生,而轴向应力的突变加速了垂直于界面裂纹的扩展,并导致了试样的最终断裂。