【摘 要】
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工程中广泛存在着多次冲击碰撞载荷下工作的零构件.在多冲这种动载应力波作用下的零部件大都在多冲接触表面出现或引发各种缺陷并导致早期失效.该研究采用激光熔覆技术在试样
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工程中广泛存在着多次冲击碰撞载荷下工作的零构件.在多冲这种动载应力波作用下的零部件大都在多冲接触表面出现或引发各种缺陷并导致早期失效.该研究采用激光熔覆技术在试样表面制备新型抗多冲涂层,以克服传统抗多冲表面技术的不足,提高表面抗多冲性能,延长其寿命.在自制的多冲碰撞试验机上对1Cr18Ni9Ti、45钢、40Cr基体上激光熔覆钴基合金、镍基合金涂层的试样进行了小能量冲击试验,利用自制内窥镜进行在线动态跟踪宏观监测,利用TEM-H-600-2、SEM-S-570型电镜、OLYMPUS GX51F金相显微镜等仪器对激光熔覆涂层进行了微观检测,分析其多冲损伤失效的原因,并对其失效影响因素进行了综合研究.实验结果表明:在小能量多次冲击载荷下,激光熔覆试样损伤失效形式为涂层表面磨损、涂层及基体热影响区裂纹和形变硬化.损伤失效行为及其影响因素中,表面磨损主要以疲劳点蚀与剥落现象为主,主要由表面冲击接触应力造成;残余拉应力与主压缩应力共同造成涂层横断裂纹;多冲件自由侧面更容易出现涂层边缘的崩落现象;在材料的选择中,镍基合金相对于钴基合金来说,具有良好的韧性,在小能量多冲载荷下抗裂性更强;1Cr18Ni9Ti、45钢、40Cr基体材料相比较而言,45钢、40Cr在激光熔覆中易淬火,使多冲载荷下的基体热影响区容易出现裂纹,而1Cr18Ni9Ti不具有淬火性、韧性更好;涂层部分覆盖的试样相对于全覆盖涂层来说易因应力集中而容易引起结合面开裂造成熔覆试样损伤失效.该研究为多冲接触表面采用激光强化工艺进行了有益尝试,其研究结果可作为激光多冲涂层的设计制备及失效分析的参考,该研究同时为激光熔覆技术在更广阔的领域得到应用作出了应有贡献.
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