激光重熔工艺参数对热障涂层热震性能的影响

张罡; 武颖娜; 梁勇; 冯钟潮; 巴瑞章

高级检索

ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

激光重熔工艺参数对热障涂层热震性能的影响

张罡 , 武颖娜 , 梁勇 , 冯钟潮 , 巴瑞章

文章导航 > 激光技术 > 2002 > 26(5): 334-337

引用本文:

Citation:

激光重熔工艺参数对热障涂层热震性能的影响

1.
中国科学院金属研究所, 沈阳, 110016;
2.
沈阳工业学院材料科学与工程分院, 沈阳, 110015;
3.
北京航空制造技术研究所高能束流加工技术重点实验室, 北京, 100024

作者简介: 张罡,男,1963年10月出生.工学硕士,博士研究生.研究方向为材料激光加工及材料焊接性..

基金项目:
高能束流国防科技重点实验室基金资助项目
中图分类号: V261.8

Research on laser remelting of plasma sprayed thermal barrier coatings

1.
Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang, 110016;
2.
Shenyang Institute of Technology, School of Material Science and Engineering, Shenyang, 110015;
3.
Key Laboratory for High Energy Density Beam Processing Technology, Beijing Aeronautical Manufacturing Technology Research Institute, Beijing, 100024
CLC number: V261.8

摘要: 在GH536高温合金基材上等离子喷涂氧化钇部分稳定氧化锆(8YSZ)热障涂层后,采用连续CO2激光进行表面陶瓷层激光重熔,得到了表面形貌、组织结构符合质量要求的涂层。热震试验结果表明,在本试验的失效判据下,等离子喷涂及激光重熔试样的失效形式和机理不同,等离子喷涂试样为热震应力失效,激光重熔试样以热震应力和TGO应力共同作用形式失效。激光能量密度为4.0J/mm2时,激光重熔试样具有略高于等离子喷涂试样的热震寿命,当激光能量密度较高时,激光能量分布不均导致的组织及结构的不均匀,柱状晶粗化是能量密度较高的表征,扩展到喷涂态陶瓷层中的裂纹是激光重熔试样热震寿命降低的主要原因。
- 激光重熔 /
- 等离子喷涂 /
- 热障涂层 /
- 热震寿命
Abstract: A CO2 continuous wave laser with defocused beam is used for laser remelting (LR) the surface of plasma sprayed (PS) thermal barrier coatings (TBCs) on GH536 superalloy substrate. The thermal shock tests are conducted to both PS samples and LR samples. With the different failure criterions,the mechanism of failure is discussed. It is indicated that the higher laser energy input is harmful for thermal shock lifetime of LR TBCs. The thin remelted thickness and improved laser beam quality are suggested for laser plasma compound preparation of TBCs.
- laser remelting /
- thermal barrier coatings /
- plasma spraying /
- thermal shock test

[1]	Petitbon A,Boquet L,Delsart D. Surf Coat Technol,1991,49: 57～61.
[2]	Smurov I,Uglov A. J Mater Sci,1992,27: 4523～4530.
[3]	Jasim K M. J Mater Sci,1991,26: 909～916.
[4]	Zaplatynsky I. Thin Solid Films,1982,95: 275～284.
[5]	Tsai H L,Tsai P C. Mater Sci Engng,1994,A177: 227～232.
[6]	Tsai H L,Tsai P C. Surf Coat Technol,1995,71: 53～59.
[7]	Tsai H L,Tsai P C. J Mater Engng Perform,1995, 4: 689～696.
[8]	JoshiS V,SrivastavaM P.Surf Eng,1995,11: 233～239.
[9]	Wu B C,Chang E. J Am Ceram Soc,1989,72: 212～218.
[10]	Miller R A.J Am Ceram Soc,1984,67: 517～521.
[11]	Lelait L,Alperine S,Mevrel R.J Mater Sci,1992,27: 5～12.
[12]	Freborg A M,Ferguson B L. Mater Sci Engng,1998,A245:182～190.
[13]	Ruckle D R. Thin Solid Films,1980,73: 455～461.
[14]	Leoni M,Jones R L,Scardi P.Surf Coat Technol,1998,108～109: 107～113.
[15]	Jasim K M,Dawtings R D D,West D R F. Mater Sci Technol,1992,8:83～91.

[1]	杨元政 , 刘志国 , 刘正义 , 庄育智 . 等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层激光熔化深度的研究. 激光技术, 2000, 24(5): 312-317.
[2]	张军营 , 许石民 , 孙登月 , 侯广义 . 轧辊表面激光重熔热障涂层抗热冲击性能研究. 激光技术, 2015, 39(4): 552-556. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.04.028
[3]	王东生 , 黄因慧 , 田宗军 , 刘志东 , 朱军 . 激光重熔喷射电沉积纳米结构镍涂层性能研究. 激光技术, 2008, 32(3): 231-233,251.
[4]	朱大庆 , 左都罗 , 李适民 . 快速激光重熔的二维瞬态模型. 激光技术, 2003, 27(2): 90-93.
[5]	晁祥瑞 , 黄勇 , 陈子鹏 , 许学虎 , 李文建 , 王宁 , 张志虎 . 激光重熔对In718熔覆层组织与性能的影响. 激光技术, 2023, 47(4): 506-512. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.04.010
[6]	胡增荣 , 童国权 , 陈长军 , 郭华锋 , 周亮 , 徐家乐 . 激光纳米表面工程技术. 激光技术, 2014, 38(6): 764-770. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.06.009
[7]	王爱华 , 谢长生 , 朱蓓蒂 , 陶曾毅 . 激光技术改善等离子喷涂陶瓷层性质的研究与进展. 激光技术, 1995, 19(2): 124-128.
[8]	王春明 , 胡伦骥 , 胡席远 . 非穿透激光焊等离子体光信号与熔深的关系. 激光技术, 2006, 30(1): 23-26.
[9]	艾军 , 李再光 , Popov A K . 激光等离子体辐射诱导气体漂移. 激光技术, 1992, 16(5): 257-261.
[10]	路飞飞 , 刘三秋 , 刘笑兰 . 激光等离子体中朗缪尔等离激元对离子的加速. 激光技术, 2009, 33(3): 326-328.
[11]	陈传忠 , 王佃刚 , 雷廷权 . 激光熔覆陶瓷及其复合涂层的组织特征. 激光技术, 2001, 25(6): 401-405.
[12]	陈传忠 , 王佃刚 , 张亮 , 雷廷权 . 激光熔覆陶瓷及其复合涂层的材料体系. 激光技术, 2002, 26(2): 123-125128.
[13]	张庆茂 , 何金江 , 刘文今 , 钟敏霖 . 激光熔覆Zr/FeCSiB涂层的组织和性能. 激光技术, 2003, 27(2): 81-84,93.
[14]	赵亚凡 , 陈传忠 . 激光熔覆羟基磷灰石涂层的研究动态. 激光技术, 2006, 30(6): 614-617.
[15]	王迎春 , 李飞群 , 李延民 , 丁健君 , 李建国 , 周尧和 . 激光熔覆原位合成制备生物陶瓷涂层. 激光技术, 2004, 28(6): 572-574.
[16]	杨森 , 赵金兰 , 杨欣 . 激光熔覆制备梯度功能涂层的研究现状. 激光技术, 2007, 31(2): 220-224.
[17]	张晋烨 , 张海云 , 李志永 , 孙晓宇 , 王永琪 . 激光参量对血管支架重铸层及热影响区的影响. 激光技术, 2019, 43(4): 460-463. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.04.005
[18]	唐霞辉 , 朱海红 , 朱国富 , 李家钅容 . 高功率激光焊接光致等离子体的检测. 激光技术, 1996, 20(5): 312-316.
[19]	肖荣诗 , 陈铠 , 陈继民 , 左铁钏 . CO2激光焊接光致等离子体屏蔽机制的实验研究. 激光技术, 2001, 25(3): 238-241.
[20]	包刚 , 王成 , 彭云 , 陈武柱 , 田志凌 . 激光焊接过程中电磁场控制等离子体的研究. 激光技术, 2002, 26(2): 81-83,93.

点击查看大图

计量

文章访问数: 2610
HTML全文浏览量: 590
PDF下载量: 533
被引次数: 0

激光重熔工艺参数对热障涂层热震性能的影响

作者简介: 张罡,男,1963年10月出生.工学硕士,博士研究生.研究方向为材料激光加工及材料焊接性.

1. 中国科学院金属研究所, 沈阳, 110016;
2. 沈阳工业学院材料科学与工程分院, 沈阳, 110015;
3. 北京航空制造技术研究所高能束流加工技术重点实验室, 北京, 100024

收稿日期: 2001-09-11
录用日期: 2001-11-30
网络出版日期: 2002-09-25

基金项目: 高能束流国防科技重点实验室基金资助项目

关键词:

摘要: 在GH536高温合金基材上等离子喷涂氧化钇部分稳定氧化锆(8YSZ)热障涂层后,采用连续CO2激光进行表面陶瓷层激光重熔,得到了表面形貌、组织结构符合质量要求的涂层。热震试验结果表明,在本试验的失效判据下,等离子喷涂及激光重熔试样的失效形式和机理不同,等离子喷涂试样为热震应力失效,激光重熔试样以热震应力和TGO应力共同作用形式失效。激光能量密度为4.0J/mm2时,激光重熔试样具有略高于等离子喷涂试样的热震寿命,当激光能量密度较高时,激光能量分布不均导致的组织及结构的不均匀,柱状晶粗化是能量密度较高的表征,扩展到喷涂态陶瓷层中的裂纹是激光重熔试样热震寿命降低的主要原因。