316L钢表面LZS/CMAS玻璃陶瓷梯度涂层残余热应力有限元分析

作者：万毅; 肖尊奇^*; 黄群英; 罗林; 姜志忠

来源：热加工工艺, 2023, 52(14): 103-113.

DOI：10.14158/j.cnki.1001-3814.20212971

• 铅冷快堆
• 梯度涂层
• 残余热应力
• 有限元分析

基于玻璃陶瓷具有良好的高温稳定性、抗腐蚀性和耐磨性等特点，设计了Li2O-ZnO-SiO2/CaO-MgO-Al2O3-SiO2玻璃陶瓷梯度材料涂层以提高铅基反应堆泵叶轮用316L钢抗铅铋冲刷腐蚀的能力，并延长其服役时间。采用有限元软件ANSYS，分析了梯度涂层层数N、厚度H和层间Li2O-ZnO-SiO2/CaO-MgO-Al2O3-SiO2成分分布指数p对涂层与基体界应力的影响及规律，并与单层涂层的残余热应力进行了对比分析。结果表明：梯度涂层对缓和残余热应力效果较为明显；当取梯度层层数N=3、涂层厚度H=0.6 mm、成分分布指数p=0.6时，残余热应力缓和效果较优。此模拟分析结果可为该涂层的优化设计提供理论指导。

• 单位
  安徽大学; 中国科学院合肥物质科学研究院核能安全技术研究所