Особенности вихретокового контроля усталостной деградации наплавленного лазером кобальтхромоникелевого покрытия при контактном нагружении

Р.А. Саврай ORCID logo , Л.Х. Коган, А.В. Макаров, Н.Н. Соболева ORCID logo показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 20 марта 2020; Исправлена: 22 мая 2020; Принята: 28 мая 2020
Цитирование: Р.А. Саврай, Л.Х. Коган, А.В. Макаров, Н.Н. Соболева. Особенности вихретокового контроля усталостной деградации наплавленного лазером кобальтхромоникелевого покрытия при контактном нагружении. Письма о материалах. 2020. Т.10. №3. С.315-321
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2020-3-315-321

Аннотация

Зависимости показаний вихретокового прибора α на различных частотах от числа циклов нагружения N, измеренные на пятнах контакта после контактно-усталостных испытаний кобальтхромоникелевого покрытия ПГ-10К-01Для защитных покрытий усталостное выкрашивание от контактных напряжений является одним из основных видов разрушения поверхности. Поэтому актуальной задачей является изучение контактной выносливости и разработка способов неразрушающего контроля усталостной деградации таких покрытий. Исследована возможность использования вихретокового метода для контроля усталостной деградации при контактном нагружении кобальтхромоникелевого покрытия ПГ-10К-01, полученного методом газопорошковой лазерной наплавки. Показано, что контроль вихретоковым методом усталостной деградации при контактном нагружении покрытия ПГ-10К-01 возможен, однако имеет определенные ограничения вследствие немонотонного изменения показаний вихретокового прибора α от числа циклов нагружения. При этом с одной стороны, возможен контроль резкого роста размера контактных повреждений, который при данных условиях нагружения происходит при 5 ×104 и 5 ×105 циклов, и обусловлен образованием большого количества периферийных кольцевых трещин в зоне разрушения и соответствующим снижением величины α вследствие роста удельного электросопротивления покрытия. С другой стороны, возможен контроль достижения определенного числа циклов нагружения в диапазоне 8 ×105 – 1×106, когда показания вихретокового прибора превысят исходные значения. Данный рост величины α обусловлен уплотнением покрытия в результате залечивания несплошностей и уменьшением его удельного электрического сопротивления. Контроль может проводиться измерениями показаний вихретокового прибора на больших частотах возбуждения вихретокового преобразователя f = 72 –120 кГц. В этом случае степень влияния ферромагнитной стальной основы на показания вихретокового прибора минимальна и анализируются преимущественно поверхностные слои, в которых более интенсивно развиваются процессы трещинообразования, механического наклепа, и уплотнения, оказывающие влияние на физические характеристики покрытия.

Ссылки (33)

1. D.-G. Ahn. Int. J. Precis. Eng. Manuf. 14 (7), 1271 (2013). Crossref
2. C. L. Sexton, G. Byrne, K. G. Watkins. J. Laser Appl. 13 (1), 2 (2001). Crossref
3. J. R. Davis. ASM specialty handbook: heat-resistant materials. ASM International (1997) 591 p.
4. A. Amadeh, R. Ebadpour. J. Nanosci. Nanotechnol. 13 (2), 1360 (2013). Crossref
5. L. E. Afanasieva, G. V. Ratkevich. Letters on materials. 8 (3), 268 (2018). (in Russian) [Л. Е. Афанасьева, Г. В. Раткевич. Письма о материалах. 8 (3), 268 (2018).]. Crossref
6. L. E. Falqueto, D. J. Butkus, J. D. B. De Mello, A. C. Bozzi, C. Scandian. Wear. 376 - 377 (B), 1739 (2017). Crossref
7. G. P. Rajeev, M. Kamaraj, S. R. Bakshi. Surf. Coat. Technol. 326 (A), 63 (2017). Crossref
8. B. Ren, M. Zhang, C. Chen, X. Wang, T. Zou, Z. Hu. J. Mater. Eng. Perform. 26 (11), 5404 (2017). Crossref
9. E. A. Shur. Met. Sci. Heat Treat. 20 (8), 642 (1978). Crossref
10. L. I. Tushinskii, V. A. Bataev, V. M. Potapov, A. A. Bataev, A. P. Timofeev. Met. Sci. Heat Treat. 30 (5), 363 (1988). Crossref
11. A. Yonezu, B. Xu, X. Chen. Thin Solid Films. 518, 2082 (2010). Crossref
12. G. Ramírez, A. Mestra, B. Casas, I. Valls, R. Martínez, R. Bueno, A. Góez, A. Mateo, L. Llanes. Surf. Coat. Technol. 206, 3069 (2012). Crossref
13. G. Ramírez, E. Tarrés, B. Casas, I. Valls, R. Martínez, L. Llanes. Plasma Processes Polym. 6, S588 (2009). Crossref
14. E. Tarrés, G. Ramírez, Y. Gaillard, E. Jiménez-Piqué, L. Llanes. Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 27, 323 (2009). Crossref
15. I. A. Bataev, A. A. Bataev, M. G. Golkovski, D. S. Krivizhenko, A. A. Losinskaya, O. G. Lenivtseva. Appl. Surf. Sci. 284, 472 (2013). Crossref
16. R. A. Savrai, A. V. Makarov, N. N. Soboleva, I. Yu. Malygina, A. L. Osintseva. Obrabotka metallov (tekhnologiya, oborudovaniye, instrumenty). 4, 43 (2014). (in Russian) [Р. А. Саврай, А. В. Макаров, Н. Н. Соболева, И. Ю. Малыгина, А. Л. Осинцева. Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 4, 43 (2014).].
17. R. A. Savrai, A. V. Makarov, E. S. Gorkunov, L. Kh. Kogan, N. N. Soboleva, I. Yu. Malygina, A. L. Osintseva. Russ. J. Nondestr. Test. 51 (11), 692 (2015). Crossref
18. R. A. Savrai, A. V. Makarov, N. N. Soboleva, I. Yu. Malygina, A. L. Osintseva. J. Mater. Eng. Perform. 25 (3), 1068 (2016). Crossref
19. R. A. Savrai, A. V. Makarov, E. S. Gorkunov, N. N. Soboleva, L. Kh. Kogan, I. Yu. Malygina, A. L. Osintseva, N. A. Davydova. AIP Conf. Proc. 1915, 040049 (2017). Crossref
20. R. A. Savrai, A. V. Makarov, A. L. Osintseva, I. Yu. Malygina. J. Mater. Eng. Perform. 27 (2), 601 (2018). Crossref
21. R. A. Savrai, A. V. Makarov. Mat. Sci. Eng. A. 734, 513 (2018). Crossref
22. R. A. Savrai. Phys. Met. Metallogr. 119 (10), 1013 (2018). Crossref
23. R. A. Savrai, A. V. Makarov, E. S. Gorkunov, N. N. Soboleva, L. Kh. Kogan, I. Yu. Malygina, A. L. Osintseva. AIP Conf. Proc. 2053, 040088 (2018). Crossref
24. F. Shu, Z. Tian, H. Zhao, W. He, S. Sui, B. Liu. Mater. Lett. 176, 306 (2016). Crossref
25. A. V. Makarov, R. A. Savrai, A. L. Osintseva, I. Yu. Malygina. Izvestiya Chelyabinskogo nauchnogo tsentra. 2, 28 (2009). (in Russian) [А. В. Макаров, Р. А. Саврай, А. Л. Осинцева, И. Ю. Малыгина. Изв. ЧНЦ. 2, 28 (2009).].
26. R. Liu, S. Q. Xi, S. Kapoor, X. J. Wu. Int. J. Res. Rev. Appl. Sci. 5 (2), 110 (2010).
27. A. V. Makarov, E. S. Gorkunov, I. Yu. Malygina, L. Kh. Kogan, R. A. Savrai, A. L. Osintseva. Russ. J. Nondestr. Test. 45 (11), 797 (2009). Crossref
28. R. A. Savrai, N. N. Soboleva, I. Yu. Malygina, A. L. Osintseva. Opt. Laser Technol. 126, 106079 (2020). Crossref
29. A. V. Makarov, E. S. Gorkunov, L. Kh. Kogan. Russ. J. Nondestr. Test. 43 (1), 21 (2007). Crossref
30. A. S. Bakunov, V. F. Muzhitskii, S. E. Shubochkin. Russ. J. Nondestr. Test. 40 (5), 346 (2004). Crossref
31. Patent RF № 162959, 2016. (in Russian) [Патент РФ № 162959, 2016.].
32. V. V. Dyakin, V. A. Sandovskiy. Teoriya i raschet nakladnykh vikhretokovykh preobrazovateley. Moscow, Nauka (1981) 136 p. (in Russian) [В. В. Дякин, В. А. Сандовский. Теория и расчет накладных вихретоковых преобразователей. Москва, Наука (1981) 136 с.].
33. A. L. Dorofeev. Induktsionnaya strukturoskopiya. Moscow, Energiya (1973) 176 p. (in Russian) [А. Л. Дорофеев. Индукционная структуроскопия. Москва, Энергия (1973) 176 с.].

Другие статьи на эту тему

Финансирование

1. Государственное задание ИМАШ УрО РАН - АААА-А18-118020790147-4
2. Государственное задание ИФМ УрО РАН - АААА-А18-118020190116-6
3. Государственное задание ИФМ УрО РАН - АААА-А18-118020690196-3