镁合金表面TaC/TaC-Mg/Mg梯度涂层的残余热应力分析

作者：张海波; 丁泽良^*; 单湘衡; 丁一帆; 汤迎红; 李文元

来源：包装学报, 2020, 12(05): 45-51.

• 镁合金
• 功能梯度涂层
• 残余应力
• 有限元分析

采用有限元方法分析了镁合金ZK60表面TaC/TaC-Mg/Mg梯度涂层的残余热应力分布特征,研究了梯度层的层数与厚度、沉积温度对残余热应力的影响。结果表明,与TaC单层和TaC/Mg双层涂层相比,TaC/TaC-Mg/Mg梯度涂层的残余热应力最大值(112 MPa)分别减小67.2%和66.1%。当梯度层TaC-Mg的层数由1增加到8时,梯度涂层的径向应力最大值增大3.3%;而轴向应力和剪切应力的最大值则呈现先减小后增大的变化趋势,其中层数为3时的残余应力最大值最小。随着梯度层的厚度由0.25 μm增加到1.50 μm,径向应力、轴向应力和剪切应力最大值分别降低16.6%、47.6%和32.4%;但是当厚度继续增加到2.0 μm时,残余应力最大值的增幅小于8%。黏结层Mg的厚度对残余应力的影响较小,但残余应力随沉积温度的升高呈线性增加。

• 单位
  湖南工业大学