GBT 43434-2023 光修復(fù)區(qū)域抗裂性試驗(yàn)方法

激光修復(fù)區(qū)域抗裂性試驗(yàn)方法2023-11-27發(fā)布國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)GB/T43434—2023前言 I 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語(yǔ)和定義 5原理 26試件 26.1試件尺寸與制備 26.2激光熔覆層制備 37試驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)處理 47.1概述 47.2目視檢查 47.3金相檢查 48試驗(yàn)報(bào)告 5I本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出。本文件由全國(guó)激光修復(fù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC482)歸口。本文件起草單位：上海交通大學(xué)、上海大陸天瑞激光表面工程有限公司、中國(guó)航發(fā)商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任公司、寶山鋼鐵股份有限公司、首都航天機(jī)械有限公司、泰安市質(zhì)量技術(shù)檢驗(yàn)檢測(cè)研究院、重慶水泵廠有限責(zé)任公司、沈陽(yáng)航空航天大學(xué)、南昌航空大學(xué)、海洋石油富島有限公司、岳陽(yáng)大陸激光技術(shù)有限公司、沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)、沈陽(yáng)大陸激光技術(shù)有限公司、泰爾(安徽)工業(yè)科技服務(wù)有限公司、中國(guó)機(jī)械總院集團(tuán)沈陽(yáng)鑄造研究所有限公司、寶武裝備智能科技有限公司、中國(guó)科學(xué)院金屬研究所、西安陜鼓動(dòng)力股份有限公司、上海電機(jī)學(xué)院、南京航空航天大學(xué)、華東理工大學(xué)、沈陽(yáng)大學(xué)、襄陽(yáng)航泰動(dòng)力機(jī)器廠、上交(徐州)新材料研究院有限公司、上海僅博激光技術(shù)有限公司、中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所、貴州安吉精密航空鑄造有限公司、國(guó)營(yíng)川西機(jī)器廠。1激光修復(fù)區(qū)域抗裂性試驗(yàn)方法本文件描述了激光修復(fù)區(qū)域抗裂性試驗(yàn)的方法。本文件適用于激光修復(fù)區(qū)域冷裂紋的抗裂性評(píng)定和激光修復(fù)材料及修復(fù)工藝的抗裂性評(píng)定。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T2654焊接接頭硬度試驗(yàn)方法GB/T3375焊接術(shù)語(yǔ)GB/T18851.1無(wú)損檢測(cè)滲透檢測(cè)第1部分：總則GB/T26955金屬材料焊縫破壞性試驗(yàn)焊縫宏觀和微觀檢驗(yàn)GB/T29795激光修復(fù)技術(shù)術(shù)語(yǔ)和定義GB/T32260.1金屬材料焊縫的破壞性試驗(yàn)焊件的冷裂紋試驗(yàn)弧焊方法第1部分：總則3術(shù)語(yǔ)和定義GB/T3375、GB/T29795和GB/T32260.1界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。激光修復(fù)損傷零部件，與基材形成冶金結(jié)合的表面覆層及在基材形成的熱影響區(qū)所形成的區(qū)域。冷裂紋coldcracks激光修復(fù)區(qū)域熔覆層組織冷卻到較低溫度下時(shí)產(chǎn)生的裂紋。激光熔覆材料及基材在特定的激光修復(fù)工藝下，激光修復(fù)區(qū)域抵抗出現(xiàn)冷裂紋的能力?？沽研栽囼?yàn)crackresistancetests利用激光修復(fù)時(shí)試件本身的剛性造成激光熔覆層和熱影響區(qū)產(chǎn)生拘束應(yīng)力，而不必另外施加載荷，達(dá)到對(duì)激光修復(fù)區(qū)域抗裂性進(jìn)行評(píng)價(jià)的試驗(yàn)。激光修復(fù)區(qū)域特定平面與方向上，裂紋長(zhǎng)度與熔覆層長(zhǎng)度的比率。24符號(hào)下列符號(hào)適用于本文件。C:表面裂紋率。C.:斷面裂紋率。d:距熔覆層表面距離，單位為毫米(mm)。g:根部間隙，單位為毫米(mm)。H:試驗(yàn)熔覆道的最小厚度，單位為毫米(mm)。Hc:根部裂紋高度，單位為毫米(mm)。HVr:熔覆層維氏硬度，單位為維氏硬度(HV)。L:試驗(yàn)熔覆道長(zhǎng)度，單位為毫米(mm)。lr:表面裂紋長(zhǎng)度，單位為毫米(mm)。l,:根部裂紋長(zhǎng)度，單位為毫米(mm)。t:試件厚度，單位為毫米(mm)。tg:開(kāi)槽深度，單位為毫米(mm)。W:坡口寬度，單位為毫米(mm)。5原理抗裂性試驗(yàn)用于評(píng)定激光修復(fù)區(qū)域冷裂紋的抗裂性。預(yù)先在激光熔覆基板上制備一定形狀的溝槽，在溝槽內(nèi)激光熔覆，解剖激光熔覆層，檢驗(yàn)激光熔覆層橫截面上的開(kāi)裂情況?？沽研栽囼?yàn)利用激光熔覆過(guò)程中金屬熔體升溫膨脹及冷卻收縮的原理，導(dǎo)致熔覆層坡口根部間隙減小，在激光熔覆層間隙無(wú)拘束時(shí)的自由收縮量將要由試件母材、熔覆層的拉伸變形來(lái)補(bǔ)償，產(chǎn)生拘束應(yīng)力。通過(guò)比較激光熔覆層的剖面裂紋率即可比較不同熔覆層材料及其在不同激光工藝參數(shù)下的抗確定裂紋的臨界條件時(shí)，宜做一系列的試驗(yàn)。試驗(yàn)未發(fā)現(xiàn)裂紋時(shí)宜持續(xù)改變開(kāi)槽尺寸或工藝參6試件6.1試件尺寸與制備試件的形狀與尺寸見(jiàn)圖1。試件應(yīng)采用機(jī)械加工方法制備。待熔覆表面應(yīng)無(wú)灰塵、油污、銹蝕及其他污染物。3單位為毫米標(biāo)引符號(hào)說(shuō)明：W——坡口寬度，大于激光光斑最大尺寸，單位為毫米(mm)。圖1試件的尺寸及形狀6.2激光熔覆層制備抗裂性試驗(yàn)所用的試件材料宜比試驗(yàn)所用的熔覆粉末材料韌性或強(qiáng)度更高，以保證開(kāi)裂區(qū)域位于激光熔覆層。激光熔覆層的制備宜避免產(chǎn)生氫致裂紋，必要時(shí)可采用預(yù)熱、控制層間與道間溫度以及采用后處理等措施。激光熔覆前，宜將預(yù)制好粉末的試件進(jìn)行干燥處理。對(duì)于裂紋敏感性高的熔覆層，可對(duì)試件進(jìn)行預(yù)熱。試件預(yù)熱時(shí)，應(yīng)將試件整體放在加熱臺(tái)上使其均勻預(yù)熱。在進(jìn)行激光熔覆之前，應(yīng)檢查試板的表面溫度。試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)，試板表面的溫度差不應(yīng)超過(guò)10℃。試件應(yīng)達(dá)到預(yù)熱要求后才可以進(jìn)行激光熔覆。激光熔覆宜在水平工作臺(tái)上進(jìn)行。熔覆應(yīng)在試件達(dá)到規(guī)定的預(yù)熱溫度后開(kāi)始。激光熔覆示意圖見(jiàn)單位為毫米圖2激光熔覆試件4GB/T43434—20236.2.4熔覆后熱處理必要時(shí)，激光熔覆試件按工藝要求進(jìn)行熱處理。7試驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)處理7.1概述根據(jù)要求，檢查激光熔覆層剖面或者表面裂紋的長(zhǎng)度，計(jì)算熔覆層的剖面裂紋率或者表面裂紋率，宜采用剖面裂紋率進(jìn)行評(píng)定。7.2目視檢查熔覆試驗(yàn)表面裂紋采用目視檢查，按GB/T18851.1的規(guī)定獲得裂紋總長(zhǎng)度，并按照公式(1)計(jì)算激光熔覆層的表面裂紋率。式中：C;——表面裂紋率；L——試驗(yàn)熔覆長(zhǎng)度，單位為毫米(mm);Zl?——表面裂紋總長(zhǎng)度，單位為毫米(mm)。計(jì)算結(jié)果精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位。7.3金相檢查試件應(yīng)按GB/T26955的規(guī)定加工金相試樣，裂紋檢測(cè)位置見(jiàn)圖3。應(yīng)將熔覆開(kāi)始與熔覆結(jié)束之間的熔覆層4等分，5個(gè)剖面與坡口平行分布。宜采用電火花線切割方法進(jìn)行加工。單位為毫米標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明：1——沿寬度方向切割；2——剖面位置。圖3裂紋檢測(cè)位置5GB/T43434—2023用合適的放大倍數(shù)的顯微鏡觀察剖面上激光熔覆層中的裂紋情況(建議放大倍數(shù)大于25倍)。未開(kāi)裂試樣應(yīng)選用至少200倍的顯微鏡進(jìn)行觀察確認(rèn)。按GB/T26955的規(guī)定發(fā)現(xiàn)裂紋并測(cè)量裂紋尺寸，并按照公式(2)測(cè)算熔覆層剖面的裂紋率。 (2)Cs——剖面裂紋率；H——熔覆層厚度，單位為毫米(mm),見(jiàn)圖4;Hc——根部裂紋高度，單位為毫米(mm),見(jiàn)圖4。計(jì)算結(jié)果精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位。圖4測(cè)量方法需要進(jìn)行硬度測(cè)試時(shí)，應(yīng)選擇激光熔覆層中心的一個(gè)剖面按GB/T2654的規(guī)定進(jìn)行硬度測(cè)試。根據(jù)熔覆層硬度選擇合適的載荷(2.5kg,5kg或10kg)進(jìn)行維氏硬度測(cè)試