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超音速火焰喷涂CoCrW涂层热震过程中的裂纹扩展行为

时间:2021-03-30 17:48:24  来源:  作者:

1为涂层热震前后的宏观表面形貌。由图可知,经20次冷热冲击后,涂层表面边缘处开始出现少量细微裂纹,随着试验继续进行,裂纹逐渐向中心延伸并相互连通,最终形成网状裂纹分布于整个涂层表面(表面的白色是水中的矿物质残留所致)。试验结束后,裂纹面积约占涂层面积的5%左右,但未发现涂层脱落。

 

1 涂层热震前后的宏观表面状态

2和图3分别为不同热震次数后涂层表面和截面微观形貌。图3e)为40次热震后400倍电镜下观察到的裂纹扩展特征。试验初期,涂层表面形貌与热震前相比没有明显变化;经过20次冷热循环后,表面的细微裂纹开始延伸并在小范围内相互连通,但裂纹宽度没有明显变化,所以宏观表面不太明显;在随后的热震过程中,裂纹逐渐呈现粗化趋势,表面形成明显的网状裂纹,直至试验结束,微观表面未发现贯穿整个涂层面的破坏性裂纹。涂层截面上,10次热震后即存在部分裂纹由表面向基体方向的扩展,涂层与基体界面处生成平行裂纹;之后的试验中,裂纹沿着颗粒的边界继续向基体扩展且逐渐加宽,到达基体后在界面交汇处生成了黑色氧化物(图中A点);试验结束后,涂层内的垂直裂纹密度约为1/mm,但是不存在层间平行裂纹,界面上弥散分布着黑色氧化物A(面积约为3%),涂层内部存在微量的深灰色组织(图中B点)。

 

2热震试验后涂层的表面微观形貌