NUMERICAL AND EXPERIMENTAL ANALYSIS OF RESIDUAL STRESSES INDUCED IN METAL COATINGS THERMALLY DEPOSITED (HVOF) ON Al2O3 SUBSTRATES

Jolanta Zimmerman

Abstract

The study is concerned with the modeling of residual stresses in thin coatings thermally deposited with a high speed on a substrate. The modeling includes two stages: solution of the particle-target impact problem using FEM and simulation of the spraying process with the use of a thermo-mechanical model in which the coating has been built layer-by-layer. The samples used in the calculations are comprised of Ti, Cu, and Ni coatings deposited on Al2O3 substrate by the HVOF method. The numerical model is verified experimentally by measuring the deflections of the samples after spraying, and measuring the stresses using the XRD method.
Author Jolanta Zimmerman IMP
Jolanta Zimmerman,,
- The Institute of Mechanics and Printing
Journal seriesJournal of Theoretical and Applied Mechanics, ISSN 1429-2955
Issue year2016
Vol54
No3
Pages921-933
Publication size in sheets0.6
Keywords in Polishpodłoże Al2O3, termiczne natryskiwanie, symulacje MES, naprężenia własne
Keywords in Englishmetal coatings, Al2O3 substrate, thermal spraying, FEM simulation, residual
Abstract in PolishOpracowano numeryczny model obliczeniowy do określania naprężeń wewnętrznych powstających w procesach termicznego nakładania powłok na podłoża. Model składa się z dwóch etapów: rozwiązanie uderzenia z dużą prędkością cząstek wykorzystując program MES (moduł „dynamics-explicit”) i symulacja procesu natryskiwania przy użyciu modelu termo-mechanicznego, w którym powłoka jest budowana przyrostowo. Obliczenia przeprowadzono dla próbek Ti, Cu, Ni natryskiwanych na podłoże Al2O3 metodą HVOF. Model obliczeniowy został zweryfikowany eksperymentalnie przez pomiary ugięcia próbek po ich schłodzeniu oraz przez pomiar naprężeń metoda XRD.
DOIDOI:10.15632/jtam-pl.54.3.921
URL http://www.ptmts.org.pl/jtam/index.php/jtam/issue/view/231
Languageen angielski
Score (nominal)15
ScoreMinisterial score = 15.0, 28-11-2017, ArticleFromJournal
Ministerial score (2013-2016) = 15.0, 28-11-2017, ArticleFromJournal
Publication indicators WoS Impact Factor: 2016 = 0.683 (2) - 2016=0.822 (5)
Citation count*0
Cite
Share Share



* presented citation count is obtained through Internet information analysis and it is close to the number calculated by the Publish or Perish system.
Back