發(fā)動(dòng)機(jī)葉片熱障涂層上微裂紋對(duì)比試塊制作工藝的制作方法
【專利摘要】一種發(fā)動(dòng)機(jī)葉片熱障涂層上微裂紋對(duì)比試塊制作工藝，其特征在于步驟方法如下：該工藝基于維氏硬度計(jì)在熱障涂層表面施加壓力，利用維氏硬度計(jì)的金剛石四棱壓頭邊緣的應(yīng)力集中，在壓頭邊緣形成微裂紋，用于制作無損檢測(cè)校準(zhǔn)用對(duì)比試塊，其設(shè)備采用維氏硬度計(jì)，使用若干面積大于10×10mm平面試片，加載不同的載荷，最后進(jìn)行電鏡檢測(cè)，掃描電鏡觀察和測(cè)量，進(jìn)行繪圖說明。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明的工藝有效在厚度范圍22?120μm的熱障涂層上制造出微裂紋，相比其他裂紋制造方法，簡(jiǎn)單可靠，且能夠評(píng)價(jià)熱障涂層的脆性。
【專利說明】
發(fā)動(dòng)機(jī)葉片熱障涂層上微裂紋對(duì)比試塊制作工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于機(jī)械制造領(lǐng)域，設(shè)及無損檢測(cè)和超聲檢測(cè)，具體為一種發(fā)動(dòng)機(jī)葉片熱 障涂層上微裂紋對(duì)比試塊制作工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)動(dòng)機(jī)熱障涂層是保障航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行壽命的關(guān)鍵，如何檢測(cè)熱障涂層的微裂紋是保 障發(fā)動(dòng)機(jī)安全運(yùn)行的重要技術(shù)，制備微裂紋對(duì)比試塊用于無損檢測(cè)儀器校準(zhǔn)成為檢測(cè)技術(shù) 關(guān)鍵。常規(guī)微裂紋制作方法有:彎曲法，熱脹冷縮法、壓痕法、摩擦法等，其中壓痕發(fā)最簡(jiǎn)單， 容易實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)葉片熱障涂層上微裂紋對(duì)比試塊制作工藝，該 工藝能夠更好的檢測(cè)熱障涂層的微裂紋，保障發(fā)動(dòng)機(jī)安全運(yùn)行。
[0004] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種發(fā)動(dòng)機(jī)葉片熱障涂層上微裂紋對(duì)比試塊制作工 藝，其特征在于步驟方法如下:該工藝基于維氏硬度計(jì)在熱障涂層表面施加壓力，利用維氏 硬度計(jì)的金剛石四棱壓頭邊緣的應(yīng)力集中，在壓頭邊緣形成微裂紋，用于制作無損檢測(cè)校 準(zhǔn)用對(duì)比試塊，其設(shè)備采用維氏硬度計(jì)，使用若干面積大于10X 10mm平面試片，加載不同的 載荷，最后進(jìn)行電鏡檢測(cè)，掃描電鏡觀察和測(cè)量，進(jìn)行繪圖說明。
[0005] 進(jìn)一步的，所述該工藝在厚度范圍22-120WI1的熱障涂層上制造出微裂紋。
[0006] 進(jìn)一步的，所述施加壓力載荷為50N，100N，200N，500N。
[0007] 進(jìn)一步的，所述涂層的成分包括AI2O3和Si化，AI2O3與Si化的比例在3:1到1:4之 間。
[000引進(jìn)一步的，所述涂層的厚度在22μπι到122μπι之間。
[0009] 進(jìn)一步的，所述對(duì)比試塊為平面結(jié)構(gòu)，面積大于lOmmX 10mm，表面清潔，無污染。
[0010] 進(jìn)一步的，所述對(duì)比試塊的基體為儀基高溫合金、不誘鋼。
[0011] 進(jìn)一步的，所述對(duì)比試塊用掃描電鏡觀察和測(cè)量，繪圖說明。
[0012] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明的工藝有效在厚度范圍22-120μπι的熱障涂層上制造出微 裂紋，相比其他裂紋制造方法，簡(jiǎn)單可靠，且能夠評(píng)價(jià)熱障涂層的脆性。
【附圖說明】
[001引圖1為對(duì)比試塊。
[0014]圖2為1#試樣加載位置裂紋示意圖。
[001引圖3化利式樣加載位置SEM圖。
[0016] 圖4為2#試樣加載位置裂紋示意圖。
[0017] 圖5為2#試樣加載位置SEM圖。
[001引圖6為3#試樣加載位置裂紋示意圖。
[0019]圖7為3#試樣加載位置SEM圖。
[0020] 圖8為4#試樣加載位置裂紋示意圖。
[0021] 圖9為5#試樣加載位置沈Μ圖。
[0022] 圖10為5#試樣加載位置裂紋示意圖。
[0023] 圖11為5#試樣加載位置沈Μ圖。
[0024] 在圖2中，50KG位置處向下延伸的裂紋，長(zhǎng)度約為200皿。
[0025] 在圖4中，50KG位置處向上延伸的裂紋，長(zhǎng)度大于50μπι。
[00%] 在圖6中，50KG位置處向下延伸的裂紋，長(zhǎng)度大于100μπι。
[0027] 在圖8中，50KG位置處向左延伸的裂紋，長(zhǎng)度約為200皿。
[002引在圖10中，50KG位置處向左延伸的裂紋，長(zhǎng)度約為100μπι。
[0029] 其中：1#試塊的涂層成分為Α?2〇3與Si化的比例為3:1，涂層平均厚度為122皿，基體 為儀基高溫合金；2#試塊的涂層成分為Al2〇3與Si化的比例為1:2,涂層平均厚度為50μπι，基 體為儀基高溫合金；3#試塊的涂層成分為Α?2〇3與Si化的比例為1:3,涂層平均厚度為42WI1， 基體為儀基高溫合金；4#試塊的涂層成分為Al2〇3與Si化的比例為2:1，涂層平均厚度為22μ m，基體為不誘鋼；5#試塊的涂層成分為Α?2〇3與Si化的比例為1:4,涂層平均厚度為34μπι，基 體為儀基高溫合金。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 本發(fā)明的設(shè)備:維氏硬度計(jì)，維氏硬度計(jì)HV-50。
[0031] 本發(fā)明的試片:平面試片，面積大于10Χ 10mm，表面清潔，無污染。 L0032J
本發(fā)明的加載載荷：50N，100N，200N，500N。
[0033] 本發(fā)明的電鏡檢測(cè):掃描電鏡觀察和測(cè)量，繪圖說明。
[0034] 結(jié)果如下： 實(shí)施例一： 如圖1所示，一種發(fā)動(dòng)機(jī)葉片熱障涂層上微裂紋對(duì)比試塊的制作工藝，其特征在于:該 工藝基于維氏硬度計(jì)在熱障涂層表面施加壓力，利用維氏硬度計(jì)的金剛石四棱壓頭邊緣的 應(yīng)力集中，在壓頭邊緣形成微裂紋，用于制作校準(zhǔn)用對(duì)比試塊1#。所述施加壓力載荷為 500N，所述涂層的成分包括Ah化和Si化，Ah化與Si化的比例在3:1，所述涂層的厚度為12化 m，所述試塊1#為平面結(jié)構(gòu)，面積大于lOmmX 10mm，表面清潔，無污染，所述試塊1#的基體為 儀基高溫合金，所述試塊1#用掃描電鏡觀察和測(cè)量，繪圖說明結(jié)果，如圖2、3所示。
[003引實(shí)施例二： 如圖1所示，一種發(fā)動(dòng)機(jī)葉片熱障涂層上微裂紋對(duì)比試塊的制作工藝，其特征在于:該 工藝基于維氏硬度計(jì)在熱障涂層表面施加壓力，利用維氏硬度計(jì)的金剛石四棱壓頭邊緣的 應(yīng)力集中，在壓頭邊緣形成微裂紋，用于制作校準(zhǔn)用對(duì)比試塊2#。所述施加壓力載荷為 500N，所述涂層的成分包括Al203和Si化，Ab化與Si化的比例在1:2,所述涂層的厚度為50μ m，所述試塊2#為平面結(jié)構(gòu)，面積大于lOmmX 10mm，表面清潔，無污染，所述試塊2#的基體為 儀基高溫合金，所述試塊2#用掃描電鏡觀察和測(cè)量，繪圖說明結(jié)果，如圖4、5所示。
[0036] 實(shí)施例 如圖1所示，一種發(fā)動(dòng)機(jī)葉片熱障涂層上微裂紋對(duì)比試塊的制作工藝，其特征在于:該 工藝基于維氏硬度計(jì)在熱障涂層表面施加壓力，利用維氏硬度計(jì)的金剛石四棱壓頭邊緣的 應(yīng)力集中，在壓頭邊緣形成微裂紋，用于制作校準(zhǔn)用對(duì)比試塊3#。所述施加壓力載荷為 500N，所述涂層的成分包括Al2〇3和Si化，Ab化與Si化的比例在1:3,所述涂層的厚度為42μ m，所述試塊3#為平面結(jié)構(gòu)，面積大于lOmmX 10mm，表面清潔，無污染，所述試塊3#的基體為 儀基高溫合金，所述試塊3#用掃描電鏡觀察和測(cè)量，繪圖說明結(jié)果，如圖6、7所示。
[0037] 實(shí)施例四： 如圖1所示，一種發(fā)動(dòng)機(jī)葉片熱障涂層上微裂紋對(duì)比試塊的制作工藝，其特征在于:該 工藝基于維氏硬度計(jì)在熱障涂層表面施加壓力，利用維氏硬度計(jì)的金剛石四棱壓頭邊緣的 應(yīng)力集中，在壓頭邊緣形成微裂紋，用于制作校準(zhǔn)用對(duì)比試塊4#。所述施加壓力載荷為 500N，所述涂層的成分包括Al2〇3和Si化，Ab化與Si化的比例在2:1，所述涂層的厚度為22μ m，所述試塊4#為平面結(jié)構(gòu)，面積大于10mm X 10mm，表面清潔，無污染，所述試塊4#的基體為 不誘鋼，所述試塊4#用掃描電鏡觀察和測(cè)量，繪圖說明結(jié)果，如圖8、9所示。
[003引實(shí)施例五： 如圖1所示，一種發(fā)動(dòng)機(jī)葉片熱障涂層上微裂紋對(duì)比試塊的制作工藝，其特征在于:該 工藝基于維氏硬度計(jì)在熱障涂層表面施加壓力，利用維氏硬度計(jì)的金剛石四棱壓頭邊緣的 應(yīng)力集中，在壓頭邊緣形成微裂紋，用于制作校準(zhǔn)用對(duì)比試塊5#。所述施加壓力載荷為 500N，所述涂層的成分包括Al203和Si化，Ab化與Si化的比例在1:4,所述涂層的厚度為34μ m，所述試塊5#為平面結(jié)構(gòu)，面積大于lOmmX 10mm，表面清潔，無污染，所述試塊5#的基體為 儀基高溫合金，所述試塊5#用掃描電鏡觀察和測(cè)量，繪圖說明結(jié)果，如圖10、11所示。
[0039] 實(shí)施例六： 一種發(fā)動(dòng)機(jī)葉片熱障涂層上微裂紋對(duì)比試塊的制作工藝，其特征在于:該工藝基于維 氏硬度計(jì)在熱障涂層表面施加壓力，利用維氏硬度計(jì)的金剛石四棱壓頭邊緣的應(yīng)力集中， 在壓頭邊緣形成微裂紋，用于制作校準(zhǔn)用對(duì)比試塊。所述試塊為平面結(jié)構(gòu)，面積大于lOmmX 10mm，表面清潔，無污染，所述涂層的成分包括AI2O3和Si化，Ah化與Si化的比例在1:4,所述 試塊的基體為儀基高溫合金，所述試塊用掃描電鏡觀察和測(cè)量。所述施加壓力載荷為50N 時(shí)，沒有發(fā)現(xiàn)裂紋;所述施加壓力載荷為100N時(shí)，沒有發(fā)現(xiàn)裂紋;所述施加壓力載荷為200N 時(shí)，沒有發(fā)現(xiàn)裂紋;所述施加壓力載荷為300N時(shí)，沒有發(fā)現(xiàn)裂紋。
[0040] 實(shí)施例屯： 一種發(fā)動(dòng)機(jī)葉片熱障涂層上微裂紋對(duì)比試塊的制作工藝，其特征在于:該工藝基于維 氏硬度計(jì)在熱障涂層表面施加壓力，利用維氏硬度計(jì)的金剛石四棱壓頭邊緣的應(yīng)力集中， 在壓頭邊緣形成微裂紋，用于制作校準(zhǔn)用對(duì)比試塊。所述試塊為平面結(jié)構(gòu)，面積大于lOmmX 10mm，表面清潔，無污染，所述涂層的成分包括AI2O3和Si化，Ah化與Si化的比例在1:2,所述 試塊的基體為儀基高溫合金，所述試塊用掃描電鏡觀察和測(cè)量。所述施加壓力載荷為50N 時(shí)，沒有發(fā)現(xiàn)裂紋；所述施加壓力載荷為100N時(shí)，沒有發(fā)現(xiàn)裂紋;所述施加壓力載荷為200N 時(shí)，發(fā)現(xiàn)向左幾條微小分叉裂紋;所述施加壓力載荷為300N時(shí)，發(fā)現(xiàn)向上一條微小裂紋。
[0041] 實(shí)施例八： 一種發(fā)動(dòng)機(jī)葉片熱障涂層上微裂紋對(duì)比試塊的制作工藝，其特征在于:該工藝基于維 氏硬度計(jì)在熱障涂層表面施加壓力，利用維氏硬度計(jì)的金剛石四棱壓頭邊緣的應(yīng)力集中， 在壓頭邊緣形成微裂紋，用于制作校準(zhǔn)用對(duì)比試塊。所述試塊為平面結(jié)構(gòu)，面積大于lOmmX 10mm，表面清潔，無污染，所述涂層的成分包括AI2O3和Si化，Ah化與Si化的比例在2:1，所述 試塊的基體為儀基高溫合金，所述試塊用掃描電鏡觀察和測(cè)量。所述施加壓力載荷為50N 時(shí)，沒有發(fā)現(xiàn)裂紋；所述施加壓力載荷為100N時(shí)，發(fā)現(xiàn)一條向上100微米裂紋;所述施加壓 力載荷為200N時(shí)，發(fā)現(xiàn)向左和向下一些微小裂紋;所述施加壓力載荷為300N時(shí)，發(fā)現(xiàn)向下很 多分叉裂紋，其他方向都有微小裂紋。
[0042] 實(shí)施例九： 一種發(fā)動(dòng)機(jī)葉片熱障涂層上微裂紋對(duì)比試塊的制作工藝，其特征在于:該工藝基于維 氏硬度計(jì)在熱障涂層表面施加壓力，利用維氏硬度計(jì)的金剛石四棱壓頭邊緣的應(yīng)力集中， 在壓頭邊緣形成微裂紋，用于制作校準(zhǔn)用對(duì)比試塊。所述試塊為平面結(jié)構(gòu)，面積大于lOmmX 10mm，表面清潔，無污染，所述涂層的成分包括AI2O3和Si化，Ah化與Si化的比例在2:1，所述 試塊的基體為不誘鋼，所述試塊用掃描電鏡觀察和測(cè)量。所述施加壓力載荷為50N時(shí)，發(fā)現(xiàn) 四個(gè)方向都有微小裂紋;所述施加壓力載荷為100N時(shí)，沒有一條向上300微米裂紋，其他方 向都有微小裂紋;所述施加壓力載荷為200N時(shí)，發(fā)現(xiàn)四個(gè)方向都有很多分叉裂紋，總長(zhǎng)度大 于50微米;所述施加壓力載荷為300N時(shí)，發(fā)現(xiàn)四個(gè)方向都有很多分叉裂紋，總長(zhǎng)度大于100 微米。
[0043] 實(shí)施例十： 一種發(fā)動(dòng)機(jī)葉片熱障涂層上微裂紋對(duì)比試塊的制作工藝，其特征在于:該工藝基于維 氏硬度計(jì)在熱障涂層表面施加壓力，利用維氏硬度計(jì)的金剛石四棱壓頭邊緣的應(yīng)力集中， 在壓頭邊緣形成微裂紋，用于制作校準(zhǔn)用對(duì)比試塊。所述試塊為平面結(jié)構(gòu)，面積大于lOmmX 10mm，表面清潔，無污染，所述涂層的成分包括AI2O3和Si化，Ah化與Si化的比例在1:3,所述 試塊的基體為儀基高溫合金，所述試塊用掃描電鏡觀察和測(cè)量。所述施加壓力載荷為50N 時(shí)，沒有發(fā)現(xiàn)裂紋;所述施加壓力載荷為100N時(shí)，發(fā)現(xiàn)一條向左50微米裂紋;所述施加壓力 載荷為200N時(shí)，發(fā)現(xiàn)向左和向下有微小裂紋;所述施加壓力載荷為300N時(shí)，發(fā)現(xiàn)四個(gè)方向都 有微小裂紋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種發(fā)動(dòng)機(jī)葉片熱障涂層上微裂紋對(duì)比試塊制作工藝，其特征在于步驟方法如下： 該工藝基于維氏硬度計(jì)在熱障涂層表面施加壓力，利用維氏硬度計(jì)的金剛石四棱壓頭邊緣 的應(yīng)力集中，在壓頭邊緣形成微裂紋，用于制作無損檢測(cè)校準(zhǔn)用對(duì)比試塊，其設(shè)備采用維氏 硬度計(jì)，使用若干面積大于10X l〇mm平面試片，加載不同的載荷，最后進(jìn)行電鏡檢測(cè)，掃描 電鏡觀察和測(cè)量，進(jìn)行繪圖說明。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)動(dòng)機(jī)葉片熱障涂層上微裂紋對(duì)比試塊制作工藝，其特 征在于:所述該工藝在厚度范圍22-120μπι的熱障涂層上制造出微裂紋。
【文檔編號(hào)】G01N1/28GK105823659SQ201610144506
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年3月15日
【發(fā)明人】鄔冠華, 李澤, 吳偉, 王嬋, 周筆文, 何喜
【申請(qǐng)人】南昌航空大學(xué), 西安航空動(dòng)力股份有限公司