激光涂層在多沖碰撞載荷下的損傷失效行為.pdf

1、工程中廣泛存在著多次沖擊碰撞載荷下工作的零構(gòu)件.在多沖這種動載應(yīng)力波作用下的零部件大都在多沖接觸表面出現(xiàn)或引發(fā)各種缺陷并導(dǎo)致早期失效.該研究采用激光熔覆技術(shù)在試樣表面制備新型抗多沖涂層,以克服傳統(tǒng)抗多沖表面技術(shù)的不足,提高表面抗多沖性能,延長其壽命.在自制的多沖碰撞試驗機上對1Cr18Ni9Ti、45鋼、40Cr基體上激光熔覆鈷基合金、鎳基合金涂層的試樣進行了小能量沖擊試驗,利用自制內(nèi)窺鏡進行在線動態(tài)跟蹤宏觀監(jiān)測,利用TEM-H-600

2、-2、SEM-S-570型電鏡、OLYMPUS GX51F金相顯微鏡等儀器對激光熔覆涂層進行了微觀檢測,分析其多沖損傷失效的原因,并對其失效影響因素進行了綜合研究.實驗結(jié)果表明:在小能量多次沖擊載荷下,激光熔覆試樣損傷失效形式為涂層表面磨損、涂層及基體熱影響區(qū)裂紋和形變硬化.損傷失效行為及其影響因素中,表面磨損主要以疲勞點蝕與剝落現(xiàn)象為主,主要由表面沖擊接觸應(yīng)力造成;殘余拉應(yīng)力與主壓縮應(yīng)力共同造成涂層橫斷裂紋;多沖件自由側(cè)面更容易出現(xiàn)涂

3、層邊緣的崩落現(xiàn)象;在材料的選擇中,鎳基合金相對于鈷基合金來說,具有良好的韌性,在小能量多沖載荷下抗裂性更強;1Cr18Ni9Ti、45鋼、40Cr基體材料相比較而言,45鋼、40Cr在激光熔覆中易淬火,使多沖載荷下的基體熱影響區(qū)容易出現(xiàn)裂紋,而1Cr18Ni9Ti不具有淬火性、韌性更好;涂層部分覆蓋的試樣相對于全覆蓋涂層來說易因應(yīng)力集中而容易引起結(jié)合面開裂造成熔覆試樣損傷失效.該研究為多沖接觸表面采用激光強化工藝進行了有益嘗試,其研究結(jié)