激光_等离子束复合制备热障涂层高温性能试验研究.pdf

激光2等离子束复合制备热障涂层高温性能试验研究19

激光2等离子束复合制备热障涂层
高温性能试验研究
AStudyonElevateTemperatureCharacteristicsof
Laser2plasmaPreparedThermalBarrierCoatings

张罡1,2,武颖娜1,梁勇1,冯钟潮1,张炳春1,李家麟1,刘方军3
(1中国科学院金属研究所,沈阳110016;2沈阳工业学院材料科学与工程分院,
沈阳110015;3高能束流加工技术重点实验室,北京100024)
ZHANGGang1,2,WUYing2na1,LIANGYong1,
FENGZhong2chao1,ZHANGBing2chun1,LIJia2lin1,LIUFang2jun3
(1InstituteofMetalResearch,ChineseAcademyofSciences,Shenyang110016,China;
2ShenyangInstituteofTechnology,SchoolofMaterialScienceandEngineering,Shenyang
110015,China;3KeyLaboratoryforHighEnergyDensityBeamProcessingTechnology,
BeijingAeronauticalManufacturingTechnologyResearchInstitute,Beijing100024,China)

摘要:在GH536高温合金基材上,采用矩形积分透镜,激光重熔等离子喷涂NiCrAlYö8YSZ热障涂层。1050℃的静
态氧化试验和热震试验的结果表明:激光重熔可以改善热障涂层的抗氧化性能,能量密度33J·mm-2的激光重熔试
样具有高于等离子喷涂试样的热震寿命,氧化阻力的改善与重熔层致密组织有关,微细网状裂纹释放热震应力的作用
是热震寿命提高的主要原因。
关键词:热障涂层;激光重熔;等离子喷涂;热震试验;静态氧化试验;矩形积分透镜
中图分类号:V26118;V261193文献标识码:A文章编号:100124381(2003)0220019204

Abstract:ACO2continuouswavelaserwithBIZtransmissivebeamintegratorswasusedforlaser

remelting(LR)thesurfaceofplasmasprayed(PS)ZrO228(massfractionö%)Y2O3(8YSZ)ö
Ni22Cr10AlYthermalbarriercoatings(TBCs)onGH536superalloysubstrate1Theuniformenergy
distributionofbeamwithrectangularprofilesof9mm×3mmwasobtained1Thethermalshocktest
andstaticoxidationtestwereconductedtobothPSsamplesandLRsamplesat1050℃1Withthe
differentfailurecriteria,themechanismoffailurewasdiscussed1Theresultsshowthatoxidation
resistanceandthermalshockresistanceareimprovedwithlaserspecificenergydensityinputof33J
·mm221
Keywords:thermalbarriercoatings;laserremelting;plasmasprayed;thermalshocktest,transmis2
sivebeamintegrators

同等离子喷涂陶瓷层相比,激光重熔热障涂层布不均对重熔质量及性能的不良影响。本工作通过矩
(TBCs:Thermalbarriercoatings)可获得致密的垂直形光斑重熔等离子喷涂热障涂层的研究,分析静态氧
于陶瓷层表面生长的柱状晶组织和网状的微裂纹,有化及热震试验条件下TBCs的高温性能及影响因素。
助于提高陶瓷层应变容限[1-3]。并且较浅的熔深具有
一定的封孔作用,对提高TBCs的抗热腐蚀和抗高温1试验条件及方法
氧化能力有益[4-6]。因此,激光重熔等离子喷涂热障涂
层成为改善等离子喷涂热障涂层高温性能的一种有111试样制备
发展前景的研究方法。试样制备采用的等离子喷涂设备为METCO公
BIZ系列透射光束积分镜是目前通用的用于高功司7M等离子喷涂系统,激光加工设备为国产工业用

率CO2激光器的光学器件,其将高能光束划分成网格六轴联动5000