等离子喷涂zro复合涂层抗热震性能的研究

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1、等离子喷涂ZrO2复合涂层抗热震性能的研究论文报告提交日期学位授予日期2lQ生垒且授予单位名称和地址jE塞王些盔堂j￡塞直翅田匡垩丕国三独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果尽我所知除了文中特别加以标注和致谢的地方外论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意签名兰硅墨日期丝竺兰生关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留使用学位论文的规定即学校有权保留送

2、交论文的复印件允许论文被查阅和借阅学校可以公布论文的全部或部分内容可以采用影印缩印或其他复制手段保存论文保密的论文在解密后应遵守此规定2碰髫签名导师签名L___．___．．．．．．．．．．．．．．____．．．目前已有很多研究者对Zr02系列涂层在大气环境下的抗热震性能等方面进行了深入的研究但能否将这种耐高温的热障涂层应用在铸造模具表面承受着短时接触高温铁水环境的研究很少因此通过试验探讨短时接触高温铁水液环境下Zr02系列涂层的热震性能具有重要意义本文利用等离子喷涂技术分别在Q235钢基体上和304不锈钢基体上喷涂不同厚度的NiCoCrAIY203金

3、属粘结底层和Zr02陶瓷层然后通过热震实验研究不同基体和不同粘结层厚度对涂层寿命的影响利用扫描电镜观察YSZ涂层热震前后显微组织的变化研究涂层在热震过程中的失效过程利用X．ray衍射分析喷涂态涂层和热震后涂层的物相组成利用EDX分析涂层浸蘸铁水热震试验后元素的扩散情况同时利用金属．陶瓷梯度涂层可以缓和涂层热震时产生的热应力提高涂层的结合强度抗热震性性能的基本原理采用等离子结合强度孔隙率显微硬度等性能进行了测定通过与双层涂层的对比研究梯度涂层对涂层热震寿命的影响试验结果表明在1250℃炉口加热然后空气喷吹冷却的热震条件下以热膨胀系数相对较低的碳钢为基体

4、的涂层寿命大于以不锈钢为基体的涂层当粘结层厚度小于909m时涂层热震寿命与粘结层厚度呈显著的正比关系当粘结层厚度大于909m小于1309m时涂层热震寿命随着粘结层厚度增长变化不再明显当粘结层厚度大于130I-tm时涂层热震寿命几乎不再随粘结层厚度的增加发生变化喷涂态Zr02陶瓷层中均匀分布着一些孔隙和裂纹陶瓷层中物相为Zr02的四方相t-Zr02和立方相c．zm2随着涂层在炉中热震次数的增加发生了部分Zr02的四方相t和立方相c向单斜相m．Zr02的转变陶瓷涂层的显微裂纹不断通过孔隙或原有裂纹联通的方式扩展通过浸蘸铁水热震试验发现涂层内有大量裂纹产生

5、而且随着热震次数的增加在陶瓷层局部区域各种方向的裂纹交织在一起试验还发现在浸蘸铁水热震试验后铁水中元素与陶瓷中元素产生了相互扩散扩散深度大于601．tm铸铁熔渣中的Ca与陶瓷中的ZrO等元素形成了新相NiCoCrAlY203．Zr02梯度涂层和普通双层涂层相比结合强度和抗热震性能都有所提高其中抗热震性能提高了大约20％过渡层的应用缓和了涂层中的界面成分的突变降低了涂层在热震过程中界面处产生的热应力集中延缓了北京丁业大学T学硕十论文界面处贯穿裂纹的产生因此梯度涂层具有更好的抗热震性能关键词YSZZr027％Y203涂层梯度陶瓷涂层等离子喷涂抗热震性能o

6、felementsofafterinmoltenironthermalGradedcoatingdippingshock．MoreoveLofmetalceramicwereusedtoreducethestressinthermalcoatingsshock．generatedtheandthermalshockresistanceimprovebondingstrengthproperties．ThewereontheNiCoCrAlY203一Zr02surfaceof5steelgradedcoatingspreparedQ23byandoth

7、erplasmaspraythenofthebondingstrengthporosityhardnesspropertieswerewiththermalgradedcoatingsshockmeasured．ComparisonduplexcoatingthelifeofweregradientcoatingsstudyedTheresultsindicatedthatexperimentalUnderthethermalshockconditionsofinatheatedfurnace1250℃andthencooledthermalshoc

8、klifeofairtheoflowcoefficientbyblowingcoatingrelativel