(a1)宏观断口形貌 (a2)断口低倍形貌 (a3)断口高倍形貌
(a)激光修复试样的断口形貌
(b1)宏观断口形貌(b2)断口低倍形貌(b3)断口高倍形貌
(b)锻件的断口形貌
图2 不同类型试样的断口形貌
2.2冲击性能
表3为双重退火热处理工艺后不同类型试样的冲击试验结果。可以看出,热处理后激光增材制造、激光修复和锻件母材的冲击性能均能达到标准要求,并且都优于未热处理的锻件。激光修复的冲击性能比锻件的冲击性能高约60%。锻件经热处理后,与未热处理的锻件性能接近,提高仅约13.5%。
2.3断裂韧度
表4为双重退火热处理后不同类型试样的断裂韧度试验结果。可以看出,在热处理后,激光修复和锻件的断裂韧度都低于原始锻件的。其中,激光修复KIC值与锻件的KIC较为接近。
2.4裂纹扩展速率
裂纹扩展速率试验分在空气条件下进行。分别测试双重退火热处理制度下,激光修复件的裂纹扩展速率,同时测试了锻件原始状态的裂纹扩展速率,见图5。试验在室温,R=0.5(这是什么数值),频率为15Hz;试验参照GB/T6398-2000标准。测试项目为对应试验条件下的da/dN-△K曲线。可以看出,4种试样的da/dN-△K曲线相似,说明4种试样的疲劳裂纹扩展机理是相似的。此外,4种试样da/dN-△K曲线的疲劳裂纹扩展门槛值具有一定差别。锻件原始态试样和双重退火态疲劳裂纹扩展门槛值分别约为12,MPam0.5和14 MPam0.5。与锻件双重退火态相比,激光增材制造、修复双重退火态的疲劳裂纹扩展门槛值略有降低,分别约为12 M Pam0.5和11 M.Pam0.5,这是由于激光增材制造和修复试样存在冶金缺陷,增加了材料疲劳裂纹的萌生和扩展。