基于金属磁记忆评价裂纹埋深对激光熔覆层应力的影响

刘彬¹，贡凯¹，乔岩欣¹，董世运²

1. 江苏科技大学江苏省先进焊接技术重点实验室2. 装甲兵工程学院再制造技术重点实验室

摘 要：利用金属磁记忆技术对裂纹/应力交互影响的Fe314合金激光熔覆层应力状态进行了评价.基于"当量法",通过机加工方法在Fe314合金激光熔覆层中加工宽度恒定,埋深分别为2.5,3.0,3.5和4.0 mm的规则矩形槽模拟不同埋深的裂纹,研究了裂纹埋深对Fe314合金激光熔覆层磁场强度法向分量H_p(y)的影响规律.利用SEM对Fe314合金激光熔覆层微观组织进行观察,结合其微观组织特征分析了对H_p(y)的影响.结合压磁理论,澄清了金属磁记忆评价裂纹/应力交互作用下Fe314合金激光熔覆层应力状态的机理,获得裂纹埋深、载荷及H_p(y)梯度变化值K间关系.结果表明,随载荷增大,磁畴的有序转变导致H_p(y)曲线以过0点为中心呈顺时针转动,H_p(y)曲线斜率与幅值逐渐变大,裂纹处K逐渐变大;各向异性组织及层间界面引起应力集中,从而导致H_p(y)曲线波动明显;载荷相同时,裂纹处K随裂纹埋深增大呈二次多项式规律减小;裂纹埋深相同时,裂纹处K随载荷增大而增大;裂纹埋深越小,载荷对裂纹处K影响越明显.裂纹埋深大于3.0 mm时,Fe314合金激光熔覆层变形能力弱于45钢变形能力从而导致裂纹处K随载荷增大的速率较慢.

关键词：Fe314合金激光熔覆层;金属磁记忆;交互影响;应力评价;裂纹埋深;