含NiAl涂层的TC4钛合金板材的拉伸失效机理

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。