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件.在多沖這種動載應力波作用下的零部件大都在多沖接觸表面出現或引發(fā)各種缺陷并導致早期失效.該研究采用激光熔覆技術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象為主,主要由表面沖擊接觸應力造成;殘余拉應力與主壓縮應力共同造成涂層橫斷裂紋;多沖件自由側面更容易出現涂

3、層邊緣的崩落現象;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力集中而容易引起結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