[发明专利]一种多相复合涂层残余应力检测方法

说明书

本申请提供一种多相复合涂层残余应力检测方法，通过在多相复合涂层测试试样上选取待测量区域，在待测量区域上制作点阵；获取待测量区域的第一形貌图像；对围绕待测量区域四周的材料进行去除，并获取去除材料之后的待测量区域的第二形貌图像；根据第一形貌图像和第二形貌图像，获取点阵中各点的位移量；根据点阵中各点的位移量，计算待测量区域的残余应力。在微观尺度上准确分辨不同物相，然后再测得其对应的残余应力，实现了多相复合涂层内部的物相进行选取和区分，再通过对多相复合涂层周围材料的去除，分析得到由于残余应力释放而产生的应变，从而测得多相复合涂层中单相物质的残余应力。

技术领域

本发明涉及残余应力检测技术领域，尤其涉及一种多相复合涂层残余应力检测方法。

背景技术

近年来，热喷涂技术作为一类重要的材料表面损伤修复与性能强化技术在航空航天、海洋船舶、矿山机械、军事装备等领域具有广泛的应用。随着喷涂技术的飞速发展以及喷涂材料种类的日益增多，目前兼具高韧性、高硬度或其它多种性能相统一的复合涂层已逐渐成为热喷涂涂层体系中重要的组成部分。所谓复合涂层，就是将两种或两种以上的材料，通过团聚、烧结、破碎等多种工艺方法制备到一种喷涂粉末中，随后通过热喷涂工艺制备涂层，所得到的涂层内含有多种具有不同作用的物相结构，比如在NiCr(镍铬合金)金属相之中添加适当硬质的Cr₂C₃物相可以显著提高涂层的耐磨性，在硬质Al₂O₃涂层中添加适当的TiO₂相可以显著增加涂层的韧性，在WC-Co涂层中添加适当的Cr元素可以增加涂层的耐腐蚀性能。

由于涂层在制备过程中，喷涂粒子的快速凝固而产生较大的残余应力，这在很大程度上会降低涂层与基体之间的结合强度，同时因涂层厚度逐渐增加会由于残余热应力的过大而直接导致涂层与基体之间脱粘掉落，因此造成热喷涂涂层的厚度不能过厚。大量残余应力的存在对涂层的韧性、结合强度、热震性能、耐腐蚀、耐接触疲劳等性能会产生显著影响，因而关于热喷涂涂层内部残余应力的产生、检测、控制和消除的工作一直以来都是一个较为热点的研究方向。

但对于多相复合涂层而言，由于不同物相之间的热膨胀系数、导热系数等存在较大差异，因而在涂层成形过程中所产生的残余应力也会存在一定的不同。如何检测多相复合涂层的残余应力成为亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种多相复合涂层残余应力检测方法，以解决现有技术中无法检测多相复合涂层残余应力的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多相复合涂层残余应力检测方法，包括：

提供多相复合涂层测试试样；

选取所述多相复合涂层测试试样上的待测量区域，在所述待测量区域上制作点阵；

获取所述待测量区域的第一形貌图像；

对围绕所述待测量区域四周的材料进行去除，并获取去除材料之后的待测量区域的第二形貌图像；

根据所述第一形貌图像和所述第二形貌图像，获取所述点阵中各点的位移量；

根据所述点阵中各点的位移量，计算所述待测量区域的残余应力。

优选地，所述选取所述多相复合涂层测试试样上的待测量区域，在所述待测量区域上制作点阵具体包括：

对所述多相复合涂层测试试样的表面进行喷金处理；

将所述多相复合涂层测试试样放入到场发射扫描电子显微镜下观察；

在所述场发射扫描电子显微镜下选出待测量物相区域；

在所述待测量物相区域的表面沉积一层铂层；