含NiAl涂层的TC4钛合金板材的拉伸失效机理

作者：郑晖; 孙凌崴; 韩颖杰; 付和国; 谢**; 张帅; 赵天章^*

来源：锻压技术, 2023, 48(10): 46-52.

DOI：10.13330/j.issn.1000-3940.2023.10.007

• NiAl涂层
• TC4钛合金
• 失效模型
• 开裂
• 脱粘

利用等离子喷涂技术在TC4钛合金零件表面制备涂层是常见的增强钛合金性能的方法，但变形时涂层的失效机理尚不明确。通过室温拉伸试验测试了含NiAl涂层的TC4钛合金板材的力学性能，深入分析了各阶段力学行为的特点。通过金相显微镜观察了涂层中的裂纹，明确了涂层的失效原因，并建立了单向拉伸涂层的失效模型。结果表明：涂层的失效是由开裂和脱粘引起的，开裂是在涂层的厚度方向贯穿涂层的裂纹，脱粘是基体与涂层的机械结合失效导致的分离。开裂和脱粘是涂层失效过程的两个阶段：开裂发生在拉伸前期的弹性阶段，在应力的作用下在涂层中的缺陷处或涂层表面开裂；而脱粘主要发生在拉伸后期的塑性阶段，涂层与基体的结合失效导致涂层脱落。涂层的周期性开裂导致弹性阶段的应力-应变曲线呈现周期性的台阶形状，塑性阶段涂层的脱粘与开裂相遇导致部分涂层残留在基体上。

• 单位
  航空宇航学院; 沈阳航空航天大学