濮春欢
,
徐滨士
,
王海斗
,
朴钟宇
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2009.12.014
提出3Cr13涂层加速磨损失效新的实验方法.采用该方法在MM200摩擦磨损试验机上,对高速电弧喷涂3Cr13涂层在含SiO_2磨粒的润滑条件下磨损失效开展了加速磨损试验,通过对比分析扫描电镜照片筛选合适的磨粒颗粒,并分析SiO_2磨粒加速涂层磨损可能的机理.结果表明:适合3Cr13涂层的加速磨损试验的磨粒粒度为微米级,通过磨损表面照片得出了磨粒在润滑条件下对涂层加速磨损作用主要表现为:微观切削、挤压和磨粒的聚集.
关键词:
3Cr13涂层
,
磨粒
,
加速磨损试验
,
磨损机理
朴钟宇
,
徐滨士
,
王海斗
,
濮春欢
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.06.011
利用超音速等离子喷涂技术在45钢表面制备了铁基合金涂层,利用球盘式疲劳磨损实验机评价了铁基涂层在两种载荷条件下的疲劳磨损性能,利用两参数Weibull分布表征了涂层的疲劳寿命,采用扫描电子显微镜(SEM)分析了涂层的微观结构和失效形貌,利用有限元方法研究了涂层内部应力分布.实验结果表明,载荷条件可以显著地影响涂层的寿命和失效形貌,高载下涂层的寿命明显降低;随着载荷的增加,主要失效形式由表面磨损失效转换成剥层失效,其中表面磨损是由于粗糙接触引起,而剥层则与应力分布机制有关.
关键词:
超音速等离子喷涂
,
铁基涂层
,
疲劳磨损寿命
,
Weibull
,
有限元方法
王韶云
,
李国禄
,
王海斗
,
刘金海
,
徐滨士
,
朴钟宇
材料热处理学报
采用超音速等离子喷涂技术在45钢基体上制备了NiCr-Cr3C2金属陶瓷涂层,使用球盘式接触疲劳试验机对涂层进行不同载荷条件下的接触疲劳试验。采用范—蒙特福特假设检验验证涂层的疲劳寿命数据,发现其符合Weibull分布,随后建立Weibull失效概率图。通过该图可以直观的得到在同一工作条件下,涂层任意循环次数的失效概率,同时可以在一定范围内,预测某一工作载荷下涂层的接触疲劳寿命。该方法在试验数据较少的情况下,较为精确的表征了涂层的接触疲劳寿命,有效的提高了试验效率,节约了试验成本。
关键词:
等离子喷涂
,
接触疲劳寿命
,
范—蒙特福特假设检验
,
Weibull分布
张志强
,
李国禄
,
王海斗
,
徐滨士
,
朴钟宇
材料工程
采集铁基合金涂层在不同接触疲劳损伤阶段的声发射信号,并采用dB10基本小波对其进行5层小波分解和重构,分析了疲劳损伤声发射信号的波形和频率特征.结果表明:裂纹萌生阶段的原始声发射信号以连续型为主,裂纹的稳定扩展阶段以混合型为主,裂纹的失稳扩展阶段以突发型为主；通过小波变换实现了将疲劳损伤声发射信号与干扰波分离,获得了高信噪比的疲劳损伤特征信息；在不同的疲劳损伤阶段,声发射信号的频率分布各不相同.随着疲劳损伤的加剧,各层的波形幅值呈增大的趋势,并且疲劳损伤频率分布范围也更加的广泛.
关键词:
接触疲劳
,
小波分析
,
声发射信号
,
损伤诊断
周京
,
徐滨士
,
王海斗
,
邢志国
,
朴钟宇
稀有金属材料与工程
针对传统宏观力学研究涂层的局限性,开展了基于Hertz理论的等离子喷涂FeCrBSi涂层有限元数值模拟研究,得到了涂层表面在不同载荷和摩擦力作用下,涂层主应力与剪切应力的分布特征.分析结果表明:主应力是接触疲劳失效的临界应力,而剪切应力则导致涂层在微缺陷处在较短的时间内诱发萌生微裂纹,不同主应力与剪切应力的协同作用使得涂层失效模式呈现多元化,应力是涂层失效的主要驱动力.摩擦系数的增加导致剪切应力急剧增加,剪切应力造成涂层表面的塑性流动.当塑性流动超过材料的变形极限时,造成表面材料开裂,在循环作用下最终形成裂纹.同时摩擦系数的增加加大了涂层与对摩轴承直接接触相互损伤的可能性.
关键词:
有限元法
,
涂层
,
主应力
,
剪切应力
王韶云
,
李国禄
,
王海斗
,
刘金海
,
徐滨士
,
朴钟宇
材料热处理学报
采用超音速等离子喷涂技术在45号钢基体上制备了NiCrBSi合金涂层,随机挑选一半试样使用热处理炉进行重熔处理。使用球盘式接触疲劳试验机对涂层进行了接触疲劳试验,建立Weibull失效概率图,比较了重熔前后两种涂层接触疲劳寿命的演变规律及涂层主要的疲劳失效模式。使用扫描电子显微镜对涂层的微观结构和失效形貌进行了表征。结果表明,重熔处理能够增强涂层与基体的结合强度,提高涂层的致密度,同时使涂层的主要失效模式由分层失效转变为剥落失效,显著提高了涂层的接触疲劳寿命,降低涂层寿命的分散程度。
关键词:
等离子喷涂
,
重熔处理
,
接触疲劳寿命
,
Weibull分布
朴钟宇
,
徐滨士
,
王海斗
,
濮春欢
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2009.11.016
对超音速等离子喷涂铁基涂层的接触疲劳失效机理进行了研究.使用球盘式接触疲劳试验机进行了涂层的接触疲劳实验,并通过对失效试样表面形貌的观察,总结出了涂层三种典型的失效形式,即点蚀、剥落和分层.分别研究了三种失效形式的相应的失效机理,结果表明:点蚀失效是由粗糙的表面引起的;剥落失效是由于表层与次表层的微观缺陷引起的;而分层失效则由涂层内部的剪切应力机制决定.
关键词:
等离子喷涂
,
铁基涂层
,
接触疲劳
,
失效形式
,
失效机理
张志强
,
李国禄
,
王海斗
,
徐滨士
,
张国胜
,
朴钟宇
材料热处理学报
使用超音速等离子喷涂设备在45钢基体上制备了Fe基合金涂层,采用扫描电镜、透射电镜等设备对涂层组织结构进行了表征.以球盘式接触疲劳试验机为平台,考察了涂层在1.58、1.84、2.04 GPa 3种应力水平下的接触疲劳寿命.采用Weibull 概率统计方法处理离散的接触疲劳寿命数据,建立了Weibull失效概率统计模型和失效概率-应力-疲劳寿命(P-S-N)曲线图.结果表明,涂层结构致密且呈典型的层状结构,涂层粒子结合界面平整;涂层粒子内部析出弥散分布的点状碳化物,丽在边界处析出连续分布的片状碳化物;涂层微裂纹周围分布有强韧性极高的纳米晶;根据建立的Weibull失效概率统计模型和P-S-N曲线图,可以有效地预测涂层的接触疲劳寿命.
关键词:
Fe基合金涂层
,
接触疲劳
,
组织结构
,
疲劳寿命
王韶云
,
李国禄
,
王海斗
,
刘金海
,
徐滨士
,
朴钟宇
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2012.02.017
采用超音速等离子喷涂设备在45号钢基体上制备了三种含有不同微缺陷的NiCrBSi合金涂层.使用球盘式接触疲劳实验机对涂层的接触疲劳性能进行了测试,建立了Weibull失效概率图；使用扫描电子显微镜对涂层的微观结构和失效形貌进行了表征；比较了三种涂层的接触疲劳寿命及涂层的主要疲劳失效模式.结果表明,涂层内的微缺陷主要由微孔隙和微裂纹构成,涂层接触疲劳寿命的长短与这些微缺陷含量的多少成反比,涂层的孔隙率为2.5％,1.3％和2.1％,对应的接触疲劳寿命分别为7.77×105,8.99×105,7.81×105周次.同时,涂层微缺陷含量较少时涂层的失效模式主要以剥落失效为主；涂层微缺陷含量较多、结合强度较差时主要以分层失效为主；涂层内存在较大的孔隙可致使涂层的提早失效,同时涂层表面磨损失效的概率增加.
关键词:
等离子喷涂
,
微缺陷
,
失效模式
,
接触疲劳寿命
,
Weibull分布
张志强
,
李国禄
,
王海斗
,
徐滨士
,
朴钟宇
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2012.06.013
使用超音速等离子喷涂设备在45钢基体上制备了铁基合金涂层,采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪等设备对涂层的组织结构进行了表征,借助显微硬度仪测定了涂层截面的硬度分布,以球盘式接触疲劳试验机为平台,利用声发射技术实时监测涂层的接触疲劳损伤过程.结果表明,涂层组织主要是由α(Fe,Cr)相和网状的Cr7C3组成,纳米级α(Fe,Cr)相分布于裂纹周围.声发射特征参数RMS可以反映涂层的接触疲劳损伤程度,在转速为2500r/min和应力水平为1.8489GPa实验条件下,分层是涂层失效的最终形式.
关键词:
等离子喷涂
,
铁基合金涂层
,
接触疲劳损伤
,
声发射
,
组织结构
