激光熔覆层材料性能检测之物理性能检测(硬度、厚度以及金相组织)
2024-11-15 来自: 西安必盛激光科技有限公司
熔覆层的物理性能,主要关注材料硬度、熔覆层的厚度、熔覆层的金相组织情况以及增加熔覆层后的耐磨性能。
硬度,就是材料抵抗更硬物压入其表面的能力。硬度可分为莫氏硬度、布氏硬度、维氏硬度、洛氏硬度、显微维氏硬度等许多种,其中莫氏为划痕硬度,主要针对测试矿物质,测试结果不准确。布氏硬度的应用范围广,适用于表面较软的材料,如热处理硬度,测头为钢球。洛氏硬度是将很硬的金刚石圆锥,用一定的载荷压入试件表面,根据压入深度来确定材料的硬度;维氏硬度也是一种压痕试验方法,可用于测定很薄的金属材料和表面层硬度;里氏硬度为回跳硬度检测,可以转换为其他硬度。
对材料进行硬度检测的仪器主要为台式硬度仪,维氏显微硬度仪以及用于现场检测的便携式硬度仪,如下图所示,从左至右以此为台式硬度计、便携式里氏硬度计以及维氏硬度仪。
便携式硬度计测试数据如左下图,维氏显微硬度测试报告如由下图所示。
2.1.2 材料金相组织及熔覆层厚度检测
金相显微镜以金相显微学为基础,主要针对金属和合金材料,通过金相试样的制备来揭示其组织结构和晶粒尺寸。金相显微镜的分辨率范围较宽,一般在0.5-10微米,放大倍率50-1000x,主要用于机械加工、热处理和焊接过程中的性能评估以及质量控制。
下图为激光熔覆三种不同铁基粉末形成的马氏体组织。
下图为激光熔覆镍基625粉末后,形成的奥氏体组织。
以下两张图为铁基和镍基粉末以及陶瓷复合粉末材料经过激光熔覆后形成的弥散强化组织。
当进行激光熔覆层层厚检测时,通常是在金相显微镜下直接测量熔覆层的厚度,可以测量多组数据,取平均值。如下图为在30CrMnSi的基础上熔覆镍基合金粉末后,测试熔覆层的厚度,图中熔覆层厚度>1mm。
高功率激光表面处理设备
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