| 梯度结构对Ti6Al4V表面Nb2O5/Nb2O5-Ti/Ti多层涂层残余热应力的影响 |
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| 引用本文： | 单湘衡,李文元,张海波,丁一帆,丁泽良. 梯度结构对Ti6Al4V表面Nb2O5/Nb2O5-Ti/Ti多层涂层残余热应力的影响[J]. 湖南工业大学学报, 2021, 35(1): 63-68 |
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| 作者姓名： | 单湘衡 李文元 张海波 丁一帆 丁泽良 |
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| 作者单位： | 湖南工业大学 机械工程学院,湖南工业大学 机械工程学院,湖南工业大学 机械工程学院,湖南工业大学 机械工程学院,湖南工业大学 机械工程学院 |
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| 基金项目： | 湖南省自然科学基金资助项目（2018JJ4067，2019JJ60059），湖南省教育厅科学研究基金资助项目（20A159） |
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| 摘 要： | 采用有限元法对Ti6Al4V表面Nb2O5/Nb2O5-Ti/Ti多层涂层的残余热应力进行分析，研究中间梯度层Nb2O5-Ti的层数与厚度、成分分布指数对涂层残余热应力的影响，并对其进行优化。结果表明：随着梯度层数由1层增加到6层，深层的残余热应力最大值由12.6 MPa减小到11.7 MPa；但梯度层数继续增大到8层时，残余热应力最大值无明显变化。梯度层越厚，残余热应力最大值越小。当成分分布指数由0.5增大到3.0时，残余热应力最大值呈现先减小后增大的变化趋势，其中分布指数为1.5时的残余热应力最大值（8.93 MPa）最小。通过正交试验法得到了多层涂层的梯度层的最优结构参数组合，即梯度层数为7，梯度层厚度为1 μm，成分分布指数为1.5。优化后的多层涂层残余热应力的最大值为8.53 MPa，较Nb2O5单层涂层（20.9 MPa）和Nb2O5/Ti双层涂层（22.1 MPa）的残余热应力最大值分别减小了59.2%和61.4%。
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| 关 键 词： | 功能梯度涂层；残余热应力；有限元分析；正交试验法 |
| 收稿时间： | 2020-10-20 |
Effects of Gradient Structure on Thermal Residual Stress of Nb2O5/Nb2O5-Ti/Ti Multilayer Coatings on Ti6Al4V |
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| SHAN Xiangheng,LI Wenyuan,ZHANG Haibo,DING Yifan and DING Zeliang. Effects of Gradient Structure on Thermal Residual Stress of Nb2O5/Nb2O5-Ti/Ti Multilayer Coatings on Ti6Al4V[J]. Journal of Hnnnan University of Technology, 2021, 35(1): 63-68 |
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| Authors: | SHAN Xiangheng LI Wenyuan ZHANG Haibo DING Yifan DING Zeliang |
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