偏壓梯度TiAlN涂層對TC4鈦合金振動與拉伸疲勞性能的影響與機理

曹鑫，王靜靜，李聰健，何衛鋒，汪路路，何磊

偏壓梯度TiAlN涂層對TC4鈦合金振動與拉伸疲勞性能的影響與機理

曹鑫1，王靜靜2*，李聰健1，何衛鋒3，汪路路1，何磊1

（1.中國空氣動力研究與發展中心 高速空氣動力研究所，四川 綿陽 621000；2.東南大學 泰州生物醫藥與醫療器械研究院，江蘇 泰州 225300；3.空軍工程大學 等離子體動力學重點實驗室，西安 710038）

探究偏壓梯度TiAlN涂層對基體疲勞性能的影響規律和疲勞損傷機理。利用磁過濾陰極真空弧技術和連續改變偏壓的沉積工藝，在TC4鈦合金表面沉積了偏壓梯度TiAlN涂層，并采用掃描電鏡、輪廓儀、納米壓痕和劃痕儀表征測試了TiAlN涂層的微觀結構和內應力、表面硬度、膜基結合力等基本力學性能。對TiAlN涂層試件的振動和拉伸疲勞性能分別進行了考核，通過觀察試件疲勞斷口形貌，探究了偏壓梯度TiAlN涂層/基體的疲勞損傷機理。TiAlN涂層中Al元素含量沿深度方向一直在降低，偏壓工藝成功制備出梯度結構涂層。偏壓梯度TiAlN涂層的內應力為壓縮狀態，數值為(2.66±0.23) Gpa，顯著低于對應恒壓涂層（?200 V）。偏壓梯度TiAlN涂層試件平均振動強度和拉伸疲勞強度分別為370.90、377.90 MPa，前者相對于TC4基體提高了47.7%，后者幾乎保持不變。TiAlN涂層內部存在殘余壓應力，具有一定抗裂紋萌生能力，TC4鈦合金表面制備偏壓梯度TiAlN涂層后，兩種受載類型下的疲勞裂紋源均位于涂層與基體界面處。振動受載時，涂層中梯度結構抑制了裂紋的擴展，疲勞強度提高；拉伸受載時，TiAlN涂層部分發生破碎，抑制裂紋萌生與促進裂紋擴展兩種機制同時存在，疲勞強度幾乎不變。

TiAlN涂層；偏壓梯度結構；TC4鈦合金；疲勞性能；損傷機理

直升機和運輸機在沙漠等惡劣環境下執行任務時，大量砂塵粒子被吸入發動機內，對航空發動機壓氣機葉片造成嚴重的沖蝕損傷，大幅降低了發動機的使用壽命，影響發動機運行的安全性和可靠性[1-2]。壓氣機葉片表面制備抗沖蝕涂層是解決這一問題的有效手段[3]，學者們開展了大量研究工作。早期研究主要集中在二元氮化物涂層，如TiN、CrN、ZrN等。Rickerby等[4]進行了不銹鋼表面TiN涂層的沖蝕考核試驗，驗證了TiN涂層抗沖蝕性能的有效性，且在45°條件下抗沖蝕性能提升尤為顯著。Cai等[5]研究了制備工藝和涂層成分對CrN基和TiN基涂層沖蝕率的影響，結果表明低沖蝕角度下，涂層3/2值越高，沖蝕率越低，高沖蝕角度下則結果相反。隨著對涂層沖蝕行為研究的深入，涂層的韌性逐漸受到重視。二元涂層基礎上增加合金元素，是提高涂層韌性的途徑之一。Yang等[6]、鄧建新等[7]研究發現，TiAlN涂層相對于TiN、CrN和CrAlN等涂層，硬度和韌性更高，抗沖蝕性能也因此提高。改進涂層結構是提高涂層韌性另一種重要途徑，例如多層結構、梯度結構等。梯度結構是指在成分或功能特性上呈現連續變化的一種涂層結構[8]，可進一步提升涂層的性能。Zhang等[9]提出一種連續調節襯底負偏壓制備梯度結構涂層的工藝，可實現涂層自底部至表面由軟變硬的連續變化。軟質逐漸過渡為表面硬質。課題組前期采用該工藝成功制備出偏壓梯度TiAlN抗沖蝕涂層，實現了涂層高硬度和良好韌性的結合，并驗證了其優異的抗沖蝕性能[10]。

抗沖蝕涂層可提高葉片材料表面的砂塵防護性能，但航空發動機壓氣機葉片在運行時過程承受氣流激振力，引起低階模態共振；同時，葉片工作時高速旋轉對帶來較高的離心力。因此長期服役過程葉片受到振動與拉伸兩種不同形式的交變載荷。葉片材料表面制備抗沖蝕涂層后，易在交變載荷作用下與基體一同發生疲勞損傷，并對基體疲勞性能造成影響[11]。疲勞問題是目前造成零部件斷裂的主要原因之一[12]，研究人員針對交變載荷作用下涂層試件的疲勞性能開展了大量工作。Gryaznov[13]研究了多層TiN涂層對GTE葉片疲勞性能的影響，結果表明制備涂層后葉片的疲勞極限提高，且數據分散度降低。Berrios-Ortiz等[14]研究了采用磁控濺射在316L不銹鋼表面制備ZrN涂層后的疲勞特性，結果表明涂層內部的殘余壓應力及較高的膜基結合強度提升了基體的疲勞強度。Peraud等[15]在鈦合金表面分別制備了NiTi和SiC合金涂層，著重研究了鈦合金制備涂層后疲勞斷裂行為。研究發現試件的疲勞壽命與涂層特性和交變載荷的強度均相關。鈦合金表面涂層的存在改變了表面層的變形機制，可阻止試件表面裂紋源的萌生，疲勞壽命顯著提高。

上述研究表明涂層能夠改善基體的疲勞性能，但也有較多文獻指出涂層的制備不利于基體的疲勞性能。賈大煒等[16]研究了高溫防護涂層對鎳基合金疲勞性能及裂紋萌生與擴展的影響。涂層制備后其表面存在松散顆粒，易導致裂紋萌生并迅速擴展，降低了基體疲勞極限。Costa等[17]在Ti6Al4V鈦合金表面分別制備了TiN、CrN和WC: H等涂層，涂層試件的疲勞極限相對于原始基體均有所下降。黃海鴻等[18]、熊曉晨等[19]也得出了類似的研究結果?？梢?，涂層制備后試件的疲勞性能很難準確預測，與涂層、基體各自性能以及界面特性、膜基結合強度等多方面因素有關。為保證壓氣機葉片制備抗沖蝕涂層后安全服役，亟需開展抗沖蝕涂層對基體疲勞性能影響及機理研究。目前，對于梯度結構抗沖蝕涂層對基體疲勞性能影響的研究較少，本文以偏壓梯度TiAlN涂層為研究對象，針對壓氣機葉片工作中存在的振動、拉伸形式的交變載荷，對涂層試件進行疲勞考核，研究TiAlN涂層對鈦合金基體振動與拉伸疲勞性能的影響，并結合疲勞斷口損傷形貌，探究涂層/基體的疲勞損傷機理。

1 試驗

1.1 涂層制備

涂層制備基體選用航空發動機壓氣機葉片常用材料Ti6Al4V（TC4）鈦合金，該合金為α+β相的雙相結構。表1給出了室溫下TC4鈦合金主要力學性能參數。

表1 室溫下TC4鈦合金力學性能

Tab.1 Mechanical properties of TC4 alloy at room temperature

振動高周疲勞試件根據HB 5277—84相關要求進行加工，試件尺寸如圖1a所示，試件圓弧短邊一側均為夾持區域。拉伸高周疲勞試件按照國家標準GB/T 3075—2008相關要求進行加工，試件尺寸如圖1b所示，試件兩端各18 mm長度部分為夾持區域。采用磁過濾陰極真空?。‵iltered Cathodic Vacuum Arc，FCVA）技術在試件雙面均進行涂層制備，制備前將基材材料進行拋磨至表面粗糙度<0.1 μm。為了提高結合力，采用金屬蒸汽真空?。∕etal Vapor Vacuum Arc，MEVVA）注入與FCVA沉積相結合的工藝沉積TiAl結合層，具體工藝步驟及參數見表2中步驟1～4。TiAl結合層沉積之后，通入氮氣開始沉積TiAlN層，氮氣流量從2 ml/min逐漸增加到50 ml/min（增加速率為0.2 sccm/s，共計4 min），并在50 ml/min流量速率下維持46 min，具體工藝如表2步驟5所示。沉積梯度TiAlN層期間，襯底負偏壓以每分鐘增加?3 V的速率從?50 V逐漸調節至200 V，其中電源占空比為90%，弧流為100 A。MEVVA陰極靶材為99.999%高純Ti靶，FCVA陰極靶材為99.9% Ti0.3Al0.7合金靶。為了阻止TiAlN層的柱狀晶體生長過大，在TiAlN層沉積的第34分鐘停止通入氮氣，并進行高能Ti/Al離子濺射（負偏壓分別調至?800、?600、?400 V，各維持30 s）。當停止通入氮氣時，TiAlN層的柱狀晶體即停止生長；當再次通入氮氣后，TiAlN層需重新成核生長，因而可阻止柱狀晶的增長[20-21]，同時高能離子也可進一步釋放涂層的生長應力。涂層制備時，同時放入單面拋光單晶硅片（100）試件，便于涂層微觀結構觀察與測試使用。

圖1 疲勞試件尺寸示意圖

表2 偏壓梯度TiAlN涂層沉積過程和工藝參數

Tab.2 Deposition process and parameters of bias-graded TiAlN coatings

1.2 結構表征及力學性能測試

對偏壓梯度TiAlN涂層的微觀形貌及力學性能進行測試表征。采用掃描電鏡（Hitachi SU-8010）對偏壓梯度TiAlN涂層的表面及截面形貌進行觀察，并對截面進行EDS測試，獲取涂層中Ti、Al和N元素沿深度方向上的分布規律。采用納米壓痕儀（Agilent Nano-Indenter G200）對涂層表面硬度進行測試，選擇深度模式，壓痕深度為200 nm。采用Stoney公式[22]計算獲取TiAlN涂層的宏觀平均內應力，其方程為：

式中：s、s分別為基體材料的彈性模量和泊松比，通過材料手冊查得；s為基體試件的厚度，涂層制備前直接測得；c為涂層厚度，通過掃描電鏡測得；為涂層沉積后試件的曲率半徑，通過Talysurf 5P-120輪廓儀測得。試件沉積之前的表面被認作是平面，其曲率半徑的倒數為零，因而該項在方程中被略去。采用劃痕測試儀（Anton Paar Revetest）對涂層與基體的結合力進行測量，測試參數為：劃痕長度5 mm，加載速率98 N/min，加載速度10 mm/min，開始載荷1 N，最終載荷50 N。

1.3 疲勞試驗

針對壓氣機葉片工作時不同的交變載荷形式，對涂層試件分別進行振動與拉伸形式的高周疲勞性能考核，并采用逐級加載的試驗方法[23]確定試件的高周疲勞強度，具體方法步驟參見文獻[24]。振動疲勞性能考核在東菱ES-50-445型電磁振動試驗平臺上開展，試件夾持方式為單臂懸梁。試驗中通過電渦流位移傳感器監控疲勞過程中試件的振幅來控制應力。第一級應力載荷水平設為260 MPa，后續試件根據試驗情況進行調整，步長為20 MPa，應力比為?1，循環次數為106，加載頻率為試件的一階固有頻率，通過振動試驗臺掃頻獲取。拉伸高周疲勞考核試驗在電磁激振高頻疲勞試驗機QBG-100上開展。第一級應力載荷水平設為300 MPa，后續試件根據試驗情況進行調整，步長為30 MPa，應力比為0.1，循環次數為106，加載頻率根據試件自身屬性進行自適應控制，其范圍為90～105 Hz。TiAlN涂層疲勞試件為12個，振動和拉伸疲勞試件均為6個。采用掃描電鏡對涂層試件的疲勞斷口進行觀察，比較不同狀態試件的疲勞損傷特征，探究振動載荷及拉伸交變載荷作用下TiAlN涂層試件的疲勞損傷機理。

2 結果與討論

2.1 微觀形貌

圖2a為單晶硅片表面沉積偏壓梯度TiAlN涂層的表面形貌，可以看出涂層表面致密、均勻，僅存在極少數的液滴，這與磁過濾沉積技術特點有關。涂層表面存在少量圓形的淺坑，這是由于沉積過程中偏壓逐漸增大，金屬離子的轟擊能量與濺射效應隨之增強，涂層表面部分材料被濺射下來，從而形成淺坑。圖2b為在偏壓梯度TiAlN涂層的橫截面微觀形貌。由圖2b可見，涂層與基體連接良好，在涂層/基體界面處無分層和裂縫存在。涂層內部均勻緊湊，無孔洞存在，表面存在少數液滴。此外，由截面可知涂層總厚度約為3.6 μm，包括TiAl結合層、TiAlN層及TiAl濺射薄層，其中TiAl結合層的厚度約為0.57 μm，TiAl濺射薄層厚度約為70 nm，是在高能Ti/Al離子濺射過程中形成，將TiAlN層分成了上下兩部分，可阻止TiAlN層柱狀晶體生長過大。偏壓梯度TiAlN層中存在“魚鱗狀”形貌（白色虛線之間），這是由橫截面試件制樣過程中的脆斷導致。

圖2 TiAlN涂層微觀形貌

采用EDS測試偏壓梯度TiAlN涂層中Ti、Al和N元素沿深度方向上的分布規律，其結果如圖2b所示。偏壓梯度涂層的TiAlN層中的Al元素含量一直在下降，表明梯度偏壓工藝可制備出梯度結構。Al元素的下降與偏壓的增加有關，這與參考文獻[25]中的結果一致。Al元素與Ti元素的離化率不同，Al的離化率為50%，而Ti的離化率為80%，更多的Ti離子被吸引到負壓襯底上。隨著偏壓的增加，襯底對離子的吸引增強，導致Al/Ti比例的下降[26]。另一方面，隨著襯底偏壓的增加，襯底表面濺射效應增加，與較重的Ti離子相比，Al離子反濺射效應更強，更容易被后續的高能離子從襯底表面濺射出來，導致Al元素含量降低[27]。

2.2 力學性能

表3為TC4鈦合金[10]和TiAlN涂層應力計算與硬度測試結果。TC4鈦合金試件表面殘余應力為8.23 MPa，應力水平極低。TiAlN涂層試件的內應力數值為(2.66±0.23) GPa，根據試件的彎曲變形方向[28]可知為壓縮狀態（表3中給出試件表面制備涂層后彎曲變形方向與應力狀態關系示意圖）。文獻[10]中相應恒定偏壓TiAlN（?200 V）涂層的內應力數值為(3.95± 0.07) GPa，與其相比偏壓梯度TiAlN涂層降低了32.66%。這是由于恒定偏壓涂層在沉積期間，襯底偏壓一直維持在?200 V，沉積時產生的離子束轟擊效應較強，涂層沉積時其缺陷密度累積增加，進而導致內應力增加。而偏壓梯度涂層在沉積期間，襯底偏壓逐漸增加，后續沉積離子的能量高于先前靶材離子，從而增加了涂層表面已吸附離子的遷移率，并同時促進了離子擴散。前序低能量下產生的缺陷易被后續高能量下形成的吸附離子在其擴散過程中而湮滅[29-30]。因此，偏壓梯度涂層中的內應力顯著低于恒定偏壓涂層。

表3 不同試件的力學性能

Tab.3 Mechanical properties of specimens

TC4鈦合金試件的表面硬度為3.95 GPa，TiAlN涂層試件的表面硬度為32.08 GPa，涂層的制備顯著提高了基體的表面硬度。偏壓梯度涂層沉積過程中，隨著偏壓的增加，沉積能量也增加，離子轟擊產生的空穴易被新產生的離子填充，涂層沉積時堆積密度增加[31]；同時，涂層內應力隨著偏壓的增加而增強[25]，兩者共同作用導致涂層硬度不斷提高。根據ASTM C1624-05標準，本文采用c2作為結合力評價標準。TiAlN涂層的劃痕損傷形貌如圖3所示，涂層的c2位置用紅色箭頭標出。由圖3可知，偏壓梯度TiAlN涂層的結合力為44.03 N，遠高于文獻[10]中恒定偏壓TiAlN（?200 V）涂層的結合力（26.99 N）。梯度偏壓沉積方法形成的梯度結構，可減少涂層內部的應力集中，降低涂層的內應力，提高垂直載荷下涂層的抗破裂能力，從而增加了涂層與基體的結合力[31]。

圖3 TiAlN涂層的劃痕損傷形貌[10]

2.3 疲勞性能與損傷機理

2.3.1 振動疲勞

TiAlN涂層試件的振動疲勞加載參數及疲勞強度結果如表4所示。由表4可知，TiAlN涂層試件的振動疲勞強度為313～427 MPa，平均強度為370.90 MPa，與文獻[32]中的TC4鈦合金基體相比提高了47.7%。對考核后的振動疲勞試件進行切割與制樣，采用掃描電鏡對疲勞斷口進行觀察。圖4a為TiAlN涂層試件的振動疲勞宏觀斷口形貌，可以看出斷裂條紋從試件底部起始，可推斷出裂紋源位于試件下表面附近；對裂紋源區Region A的微觀形貌進行進一步觀察，如圖4b所示，可以看到裂紋源位于基體與涂層界面處，且涂層與基體發生了剝離。雖然振動疲勞試驗過程中最大應力位于試件表面，但TiAlN涂層相比于TC4鈦合金具有更高的強度和殘余壓應力，裂紋難以在涂層表面萌生[33]；另一方面，涂層與基體的界面處容易形成應力集中，因而裂紋在界面處萌生。裂紋萌生后，同時向基體內部和涂層內部擴展，如圖4c中黃色箭頭所示。相對于文獻[32]中的TiN/Ti涂層試件，TiAlN涂層中裂紋的擴展路徑更短、速率更快，這可能是由于TiAlN涂層殘余壓應力低于TiN/Ti涂層（?3.95 GPa），抑制裂紋擴展的能力稍弱。因而，制備TiAlN涂層后振動疲勞強度低于TiN/Ti涂層試件[32]。但相對于TC4鈦合金試件，TiAlN涂層制備后仍起到抑制表面裂紋萌生的作用，且裂紋擴展時部分能量在涂層中消耗，因此振動疲勞強度提高。

表4 TiAlN涂層試件振動疲勞加載參數及試驗結果

圖4 偏壓梯度TiAlN涂層試件振動疲勞斷口形貌

2.3.2 拉伸疲勞

TiAlN涂層試件的振動疲勞加載參數及疲勞強度結果如表5所示。由表5可知，TiAlN涂層試件的拉伸疲勞強度為350～424 MPa，平均強度為377.90 MPa，與文獻[34]中的TC4鈦合金基體疲勞強度相當。對比振動疲勞結果可知，TiAlN涂層可提高基體的振動疲勞強度，對拉伸疲勞強度卻幾乎沒有影響。對考核后拉伸疲勞試件進行切割與制樣，采用掃描電鏡對疲勞斷口進行觀察。圖5是TiAlN涂層試件拉伸疲勞斷口形貌，其中圖5a為宏觀形貌，可以看出呈現出明顯的疲勞紋路，紋路反向匯聚于試件的左上角，即裂紋源所處位置。圖5b為裂紋源區微觀形貌，可以看出，疲勞源依然位于涂層與基體的界面處，但與文獻[34]中的TiN/Ti涂層試件界面處全部剝落不同，TiAlN涂層僅存在部分剝落。拉伸疲勞加載過程中，涂層與基體均受到軸向拉伸應力，TiAlN涂層的延展率低于基體，界面處易產生應力集中而萌生裂紋，形成裂紋源。TiAlN涂層存在較大的殘余壓應力，能夠抵消部分拉應力。相對于文獻[34]中的TiN/Ti涂層試件，TiAlN涂層的韌性更好，涂層的厚度也更低，與基體變形不匹配度較低，破裂損傷程度較小。因此，TiAlN涂層試件的疲勞強度略高于TiN/Ti涂層試件。但由于涂層發生了部分破裂，一定程度上促進了疲勞裂紋的擴展，與殘余壓應力抑制裂紋萌生作用相互抵消，因而對基體的疲勞強度影響不大。圖5c是TiAlN涂層試件裂紋擴展區的微觀形貌，涂層幾乎未發生破裂，且與基體結合較好，表明裂紋向基體內部進行了擴展。此外，基體區域可觀察到疲勞條帶存在，表明涂層僅影響界面處的裂紋萌生及擴展，對基體內部沒有影響。

表5 TiAlN涂層試件拉伸疲勞加載參數及試驗結果

Tab.5 Tensile fatigue loading parameters and test results of TiAlN specimens

圖5 偏壓梯度TiAlN涂層試件拉伸疲勞斷口形貌

3 結論

1）梯度偏壓工藝成功制備出梯度結構TiAlN涂層。沉積過程中前序低能量下產生的缺陷更容易被后續高能量下形成的吸附離子在其擴散過程中而湮滅，降低了偏壓梯度TiAlN涂層的內應力。

2）偏壓梯度TiAlN涂層試件的平均振動強度為370.90 MPa，相比基體提高了47.7%；拉伸疲勞強度為377.90 MPa，與無涂層基體相當。TiAlN涂層內部存在殘余壓應力，具有一定的抗裂紋萌生能力。

3）涂層制備后，試件的振動及拉伸疲勞裂紋源均位于涂層與基體界面處。振動加載時，裂紋擴展至涂層內部時，涂層中梯度結構可抑制裂紋的擴展。拉伸加載時，TiAlN涂層部分破碎，但與基體未完全剝離，抑制裂紋萌生與促進裂紋擴展兩種機制同時存在。

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Effect and Mechanism of Bias-graded TiAlN Coatings on Vibration and Tensile Fatigue Properties of TC4 Titanium Alloy

1,2*,1,3,1,1

(1. High Speed Aerodynamics Institute, China Aerodynamics Research and Development Center, Sichuan Mianyang 621000, China; 2. Institute of Biomedicine and Medical Devices, Southeast University, Jiangsu Taizhou 225300, China; 3. Science and Technology on Plasma Dynamics Laboratory, Air Force Engineering University, Xi'an 710038, China)

The erosion resistant coating on the surface of the blade material can improve the sand protection performance. However, the aero-engine compressor blades are subject to the airflow excitation force aroused during the working process, causing the resonance of the blade in the low-order mode. The blades rotate at high speed, bearing huge centrifugal force. After the anti-erosion coating is prepared on the surface of the blade material, it is prone to cause fatigue damage together with the substrate under the above two types of alternating load, influencing the fatigue performance of the substrate. To investigate the effect of the coating on the fatigue properties of the substrate and the fatigue damage mechanism, bias-graded TiAlN coatings was deposited on Ti6Al4V alloy substrates using filtered cathodic vacuum arc (FCVA) technology with the bias-graded deposition method, during which the negative bias was changed gradually from ?50 V to ?200 V. The microstructure of the bias-graded TiAlN coating was observed and examined with a scanning electron microscopy. The basic mechanical properties including the element distribution along the depth direction, internal stress, surface hardness and film-substrate bonding force were characterized by an energy dispersive spectroscopy, a profilometer, a nanoindentation and scratch meter, respectively. The vibration and tensile fatigue properties of the bias-graded TiAlN coating/ substrate specimens were evaluated and the fatigue damage mechanism was analyzed by observing the fatigue fracture morphologies of the specimens. The results showed that the coating surface was dense and uniform with few droplets. The Al content along the depth direction of the TiAlN coating was decreased gradually, indicating the gradient structure coating was successfully prepared. The internal stress of the bias-graded TiAlN coating was (2.66±0.23) GPa, which was in a compressive state and significantly lower than that of the constant-bias coating. The inner defects created under the lower bias were more easily removed by the ad-atoms formed under the higher bias during the diffusion process, leading to the lower internal stress in the bias-graded TiAlN coating. The binding force of the bias-graded TiAlN coating was 44.03 N, which was much higher than that of the constant bias TiAlN (?200 V) coating. The gradient structure could reduce the stress concentration and the internal stress of the coating, improve the crack resistance of the coating under vertical load, thereby increasing the bonding force between the coating and the substrate. The average vibration strength and tensile fatigue strength of the TiAlN coating specimens were 370.90 MPa and 377.90 MPa, respectively. The former was increased by 47.7% compared with the TC4 substrate, and the latter was almost unchanged. The residual compressive stress existed in the TiAlN coating can resistant to crack initiation. After the bias-graded TiAlN coating is prepared on the surface of the TC4 specimen, the fatigue crack sources under the two types of loading are both located at the interface between the coating and the substrate. For the vibration loading, the gradient structure in the coating inhibits the growth of cracks, and thus the fatigue strength increases. While for the tensile loading, the TiAlN coating is partially broken, and the two mechanisms of inhibiting crack initiation and promoting crack growth exist simultaneously, thus the fatigue strength is almost unchanged.

TiAlN coating; bias-graded structure; TC4 titanium alloy; fatigue property; damage mechanism

2022-09-07；

2023-02-13

TG405

A

1001-3660(2023)10-0376-08

10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2023.10.033

2022-09-07；

2023-02-13

國家自然科學基金（52205214）

The National Natural Foundation of China (52205214)

曹鑫, 王靜靜, 李聰健, 等.偏壓梯度TiAlN涂層對TC4鈦合金振動與拉伸疲勞性能的影響與機理[J]. 表面技術, 2023, 52(10): 376-383.

CAO Xin, WANG Jing-jing, LI Cong-jian, et al. Effect and Mechanism of Bias-graded TiAlN Coatings on Vibration and Tensile Fatigue Properties of TC4 Titanium Alloy[J]. Surface Technology, 2023, 52(10): 376-383.

通信作者（Corresponding author）

責任編輯：萬長清