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颗粒增强涂层材料综合了不同单相材料的长处,与传统材料相比,其具有性能可设计性、材料与结构同一性、材料性能对工艺的依赖性等特点,因此,可根据不同的工程需要,选取不同的组分材料,优化材料的性能。本文对H13-TiC复合涂层的力学性能进行了研究。首先在H13热作模具钢基体上对H13/TiC混合粉末进行激光熔覆试验,获得拉伸试样;再对各拉伸试样进行力学性能的测试,获得各熔覆层力学性能的试验结果;最后基于Mori-Tanaka平均场理论和ABAQUS子程序对熔覆层的力学性能进行数值模拟。
1.对不同TiC含量的H13-TiC混合粉末进行激光熔覆试验,确定最佳工艺参数。利用金相显微镜、扫描电镜观察各熔覆层的组织形貌,在HXD-1000型显微硬度仪上测试各熔覆层的硬度,结果表明:TiC含量对熔覆层组织和硬度均有影响。
2.在单道激光熔覆的基础上,进行激光多道多层熔覆试验,获得拉伸试样。进行拉伸试验,获得各熔覆层的弹性模量、屈服强度、抗拉强度、延伸率等力学性能参数。可以发现,随着TiC含量的增加,熔覆层的刚度、强度等明显提高,而其延伸率、塑性下降。
3.基于Mori-Tanaka平均场理论,分析了颗粒增强H13-TiC复合涂层的弹塑性性能,理论预测与试验结果基本吻合。