微缺陷对B2-NiAl高温涂层材料力学性能及失效机理的影响

论文摘要

目的研究微缺陷对B2-NiAl高温涂层材料在拉伸载荷作用下的变形行为和失效机理的影响。方法在考虑裂纹和孔洞等微缺陷的影响下,采用嵌入原子势函数（EAM）和分子动力学方法,模拟了完美B2-NiAl涂层（Sample 1）、含中心对称微裂纹涂层（Sample 2）、含有中心微裂纹与单微孔洞涂层（Sample 3）和含有中心微裂纹与双微孔洞涂层（Sample 4）模型的失效过程,利用键对分析技术（CAN）、中心对称参数法（CSP）和径向分布函数（RDF）,对涂层的变形过程和失效机理进行了分析表征。结果随着微缺陷的增加,高温材料的屈服应力会明显下降,弹性模量也会有所降低,屈服应变逐渐减小,但微孔洞会使涂层出现二次屈服现象。完美B2-NiAl高温涂层在屈服后的位错和相变区域面积较小,分布比较均匀,在边界处萌发裂纹并沿（100）方向扩展,再沿着（111）方向扩展,直至失效。相比完美B2-NiAl高温涂层,含有微裂纹和孔洞的涂层在屈服后的位错和相变区域较小,主要在裂纹尖端沿着<111>滑移系方向均匀分布,但其主裂纹沿着[100]方向扩展并导致断裂。结论微裂纹会降低B2-NiAl高温涂层的强度,但微孔洞会提高其塑性。应力集中会导致微裂纹萌生并在裂纹尖端附近产生微孔洞,使其与主裂纹贯通直至失效,而位错塞积则是造成应力集中的主要原因。

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 黄霞,王路生,郑浩然,田宇,丁军,宋鹍,路世青

关键词: 热障涂层,失效机理,力学性能,分子动力学

来源: 表面技术 2019年01期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 金属学及金属工艺

单位: 重庆理工大学机械工程学院

基金: 国家自然科学基金联合基金项目(U1530140),重庆市教育委员会科学技术研究项目(KJ1709224,KJ1600919),重庆市基础与前沿研究计划项目(CSTC2016JCYJA0517,CSTC2017JCYJAX0357),计算物理国防重点实验室基金(6142A0501020217)~~

分类号: TG174.4

DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.01.002

页码: 10-21

总页数: 12

文件大小: 2845K

下载量: 155

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