涂层材料与几何尺寸对等离子喷涂残余应力的影响

摘要

在等离子喷涂过程中,由于基体与涂层的热膨胀系数的不匹配,在它们共同冷却的过程中,产生了不同的热变形.本文采用有限元瞬态热分析方法对等离子喷涂过程的温度场进行了分析.在此基础上,进一步计算了常用的Al2O3涂层与16MnR基体组成的喷涂系统的残余应力分布,并对计算结果进行了讨论.然后,针对不同的涂层尺寸、不同涂层材料(α相Al2O3、Al2O3、ZrO2、TiO2、Al2O3-ZrO3)进行了残余应力计算,对涂层与基体内部的应力进行了分析,并且比较了不同的涂层尺寸以及材料性能对应力状态及分布的影响,对实际喷涂工艺有一定的指导意义.