YPSZ陶瓷粉末在热喷涂过程中的有限元模拟

章德铭¹，任先京¹，韩媛媛²，王斌利³

1. 北京矿冶研究总院2. 北京有色金属研究总院3. 西安航空发动机(集团)有限公司

摘 要：Y2O3部分稳定的ZrO2(YPSZ)陶瓷涂层与高温合金基体间的特性差异较大,极易产生高的残余应力从而导致涂层脱落失效。为此,本文通过ANSYS有限元模拟方法对热喷涂YPSZ陶瓷涂层的温度场和残余应力进行了研究,结果表明:热喷涂过程中,YPSZ熔滴以一定速度在无限大MCrAlY合金表面沉积后,其温度场呈梯度分布;发生散流变形的同时与底层有热交换作用,最终凝固成圆片状固体颗粒;2000μs左右,YPSZ颗粒与底层的温度趋于一致,此时,熔滴中心轴线上的径向应力呈几乎线性分布,而轴向应力则呈非对称的近抛物线型分布;残余应力的极大与极小值都出现在边缘附近。

关键词：YPSZ陶瓷;热障涂层;热喷涂;有限元模拟;残余应力;