涉海盐雾环境Ti/TiAlN多层涂层的应力腐蚀行为研究
编号:133
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更新:2026-03-25 10:13:33 浏览:1次
口头报告
摘要
本研究针对涉海航空发动机压气机叶片的防护需求,系统探究了Ti/TiAlN多层涂层在模拟海洋大气环境(500 °C,高湿度,含固态NaCl盐膜)与拉伸应力协同作用下的腐蚀行为与失效机理。通过四点弯曲加载模拟服役应力,结合扫描电镜、透射电镜、X射线衍射等手段分析了涂层的微观结构演变、腐蚀产物及力学性能退化。结果表明,拉伸应力显著加速了涂层的腐蚀进程,应力腐蚀样品的质量增益(0.75 mg/cm²)高于无应力盐雾腐蚀样品(0.62 mg/cm²)。微观上,应力促进了腐蚀介质(Cl⁻, O₂, H₂O)通过涂层原生缺陷(如柱状晶界、微孔)的渗透,并诱导腐蚀产物在Ti/TiAlN层间界面优先生成与聚集。这导致界面处因腐蚀产物体积膨胀而产生高内应力,引发严重的涂层分层与剥落。划痕测试显示,应力腐蚀后涂层的界面结合强度(30.4 N)相较于原始状态(60.8 N)急剧下降50%,远高于无应力腐蚀条件下的降幅(17.4%)。研究揭示了应力-环境耦合失效的核心机制:应力不仅加速了传质与氧化反应,更关键的是通过促进界面腐蚀产物形成,引发并加剧了由体积失配应力主导的涂层剥落失效。该工作为优化涂层结构以抵抗多场耦合损伤提供了重要理论依据。
关键词
Ti/TiAlN多层涂层,,应力腐蚀,热-盐-力耦合,失效机制
稿件作者
景军 颜
中国兵器科学研究院宁波分院
振玉 王
中国科学院宁波材料技术与工程研究所
爱英 汪
中国科学院宁波材料技术与工程研究所
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