GB/T 40737-2021 再制造 激光熔覆层性能试验方法

　　ICS 25 . 220 . 0 1 CCS J 04

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 40737—2021

　　再制造 激光熔覆层性能试验方法Remanufacturing—Testmethodforperformanceoflasercladdinglayer

　　2021-10-1 1 发布 2022-05-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 40737—202 1

　　GB/T 40737—202 1

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1 . 1—2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。 本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由全国绿色制造标准化技术委员会(SAC/TC 337)提出并归口 。

　　本文件起草单位：国家再制造机械产品质量监督检验中心(山东)、河北京津冀再制造产业技术研究有限公司、山东能源重装集团大族再制造有限公司、中国人民解放军陆军装甲兵学院、中机生产力促进中心、中军金工发展有限公司、山东能源重装集团恒图科技有限公司、浙江工业大学、山东大学、陕西天元智能再制造股份有限公司、沈阳航空航天大学、北京睿曼科技有限公司、河北瑞兆激光再制造技术股份有限公司、中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院、上海海关工业品与原材料检测技术中心、山东中科机械再制造有限公司、合肥工业大学、广东工业大学、泰尔重工股份有限公司、沈阳大陆激光技术有限公司、中机研标准技术研究院(北京)有限公司、苏州天弘激光股份有限公司。

　　本文件主要起草人：卢正杰、张伟、张健、徐滨士、史佩京、周新远、于鹤龙、刘光伟、韩刚、曹成铭、澹台凡亮、陈波、姚建华、邱城、奚道云、孙婷婷、吴德军、李方义、颜雪娇、周松、苏成明、王伟、高强、魏敏、王瑞英、韩宏升、胡振峰、董世运、王玉江、吴益文、范立国、李凯、李海庆、黄东保、郑汉东、刘豫、金朝龙。

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　　再制造 激光熔覆层性能试验方法

　　1 范围

　　本文件规定了再制造激光熔覆层的厚度、金相组织分析、拉伸试验、弯曲试验、冲击试验、断口分析、硬度、熔覆层表面缺陷、耐磨性和耐腐蚀性等性能试验项 目 的试样制备、试验设备、试验条件、试验步骤、试验结果和试验报告的基本要求。

　　本文件适用于再制造机械产品激光熔覆层性能试验;采用相同工艺制造的新品也可参照执行。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中，注 日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注 日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 228 . 1 金属材料 拉伸试验 第 1 部分：室温试验方法

　　GB/T 229 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法

　　GB/T 232 金属材料 弯曲试验方法

　　GB/T 1184 形状和位置公差 未注公差值

　　GB/T 1804 一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差

　　GB/T 1814 钢材断口检验法

　　GB/T 4340 . 1 金属材料 维氏硬度试验 第 1 部分：试验方法

　　GB/T 10125 人造气氛腐蚀试验 盐雾试验

　　GB/T 12444 金属材料 磨损试验方法 试环-试块滑动磨损试验

　　GB/T 13298 金属显微组织检验方法

　　GB/T 15822 . 1 无损检测 磁粉检测 第 1 部分：总则

　　GB/T 15822 . 3 无损检测 磁粉检测 第 3 部分：设备

　　GB/T 17394 . 1 金属材料 里氏硬度试验 第 1 部分：试验方法

　　GB/T 18851 . 1 无损检测 渗透检测 第 1 部分：总则

　　GB/T 18851 . 4 无损检测 渗透检测 第 4 部分：设备

　　GB/T 28619 再制造 术语

　　GB/T 29795 激光修复技术 术语和定义

　　JY/T 0584 扫描电子显微镜分析方法通则

　　3 术语和定义

　　GB/T 28619、GB/T 29795 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　整体激光熔覆 wholesurfacelasercladding

　　样品整个工作面进行激光熔覆。

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　　3.2

　　局部激光熔覆 localpartlasercladding

　　样品工作面局部位置进行激光熔覆。

　　3.3

　　熔合层 fusionlayer

　　熔覆层和基体的冶金结合区域。

　　4 符号和说明

　　本文件使用的符号和说明见表 1 。

　　表 1 符号和说明

　　5 试样制备

　　5 . 1 熔覆准备

　　5 . 1 . 1 准备试样，选用与实际样品材质及热处理状态相同或近似的基体材料。

　　5 . 1 . 2 制定工艺，确定适合的激光熔覆设备、参数及粉末、丝、带、箔等熔覆材料。

　　5 . 2 熔覆

　　按工艺文件要求对试样进行熔覆。基体厚度与熔覆层厚度尺寸 d2≥6d1 ,有特殊要求的，双方协商

　　确定。

　　5 . 3 熔覆后处理

　　试样毛坯应按照再制造工艺进行后处理。 试样可从实际样品中取样或按照同一工艺单独加工。

　　加工后 试 样 的 线 性 和 角度 尺 寸 公 差 符 合 GB/T 1804 精 密 等 级 要 求，形 状 和 位 置 公 差 符 合GB/T 1184精密等级要求;试样精度有特殊要求的，按其要求执行。

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　　6 熔覆层厚度

　　6 . 1 试样

　　试样制备应避开样品边缘位置，均匀取样，制备不少于 3 个试样。

　　6 . 2 试验设备和试验条件

　　试验设备和试验条件应符合 GB/T 13298、JY/T 0584 要求。

　　6 . 3 试验步骤

　　6 . 3 . 1 金相显微镜法

　　按照 GB/T 13298 方法测量熔覆层厚度，金相显微镜 100×或 200×下观测，步骤如下：

　　a ) 在每件试样中选取 3 个区域进行测量;

　　b) 每个区域依次取 2 个厚度最高点和 3 个厚度最低点，取其算术平均值作为此区域的熔覆层平均厚度，并记录厚度最小值。

　　6 . 3 . 2 扫描电镜法

　　按照 JY/T 0584 方法测量熔覆层厚度，扫描电镜下观测熔覆层厚度，如图 1,步骤如下：

　　a ) 在每件试样中选取 3 个区域进行测量(不包含熔合层);

　　b) 每个区域依次取 2 个厚度最高点和 3 个厚度最低点，取其算术平均值作为此区域的熔覆层平均厚度，并记录厚度最小值。

　　6 . 3 . 3 方法选择

　　当对试验结果有异议时，双方协商选定 6 . 3 . 1 和 6 . 3 . 2 两种方法之一，作为最终试验方法。

　　标引序号说明：

　　1 — 熔覆层;

　　2 — 基体;

　　3 — 熔合层;

　　4 — 测量位置。

　　图 1 厚度测量示意图

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　　6 . 4 试验结果

　　取不同区域平均厚度的算术平均值为该试样熔覆层平均厚度，试验结果修约至 0.01 mm。

　　6 . 5 试验报告

　　试验报告应至少包括如下信息：

　　a) 试验依据;

　　b) 所使用的方法;

　　c) 试验结果(厚度平均值，厚度最小值，计算过程)。

　　7 金相组织分析

　　7 . 1 试样

　　垂直熔覆层方向截取试样，应涵盖基体。 涵盖的基体厚度应至少为熔覆层公称厚度的 1 . 5 倍，取样后应进行镶嵌处理，如图 2 所示。

　　标引序号说明：

　　1 — 取样区域。

　　图 2 金相试验取样示意图

　　7 . 2 试验设备和试验条件

　　试验设备和试验条件应符合 GB/T 13298 要求。

　　7 . 3 试验步骤

　　试验步骤按照 GB/T 13298 要求执行。

　　7 . 4 试验结果

　　对熔覆层显微组织、夹杂物、热影响区等进行检测分析，并记录试验结果。

　　7 . 5 试验报告

　　试验报告应至少包括如下信息：

　　a) 试验依据;

　　b) 产品批号、规格、基材材料牌号、基材状态、熔覆粉末牌号、取样位置、数量等;

　　c ) 试验结果。

　　8 拉伸试验

　　8 . 1 试样

　　整体激光熔覆拉伸试样见图 3,局部激光熔覆拉伸试样见图 4,试样加工精度应符合 GB/T 228 . 1 的

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　　要求。局部激光熔覆拉伸试样平行长度 Lc≥3L1 。

　　注：试样头部形状仅为示意性。

　　图 3 整体激光熔覆拉伸试样示意图

　　注：试样头部形状仅为示意性。

　　图 4 局部激光熔覆拉伸试样示意图

　　8 . 2 试验设备和试验条件

　　8 . 2 . 1 试验条件应符合 GB/T 228 . 1 要求。

　　8 . 2 . 2 试验用设备准确度优于 1 级 。

　　8 . 3 试验步骤

　　8 . 3 . 1 按照第 6 章要求测量并记录熔覆层厚度。

　　8 . 3 . 2 拉伸试验步骤应按照 GB/T 228 . 1 执行。

　　8 . 4 试验结果

　　测定试样的抗拉强度，检查试样断裂情况、熔覆层与基体的结合情况，抗拉强度结果处理应符合GB/T 228 . 1 要求 。

　　8 . 5 试验报告

　　试验报告除符合 GB/T 228 . 1 要求外，还应至少包括如下信息：

　　a) 试验依据;

　　b ) 试样类型、试样尺寸;

　　c ) 熔覆层厚度、断裂位置、抗拉强度。

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　　9 弯曲试验

　　9 . 1 试样

　　弯曲试样分为面弯试样(熔覆层一侧正对或背对弯曲压头，见图 5)和侧弯试样(与熔覆层垂直的侧面正对弯曲压头，见图 6) ,试样截面形状为矩形，长度应符合 GB/T 232 要求。

　　图 5 面弯试样示意图

　　图 6 侧弯试样示意图

　　9 . 2 试验设备和试验条件

　　试验装置采用 GB/T 232 中支辊式弯曲装置，试验设备和试验条件应符合 GB/T 232 要求。

　　9 . 3 试验步骤

　　9 . 3 . 1 按照第 6 章要求测量并记录熔覆层厚度。

　　9.3.2 弯曲压头直径为试样厚度的 2 倍~2.5 倍。

　　9 . 3 . 3 面弯试样熔覆层一侧选择正对和背对弯曲压头;侧弯试样选择试样侧面正对压头。

　　9.3.4 试验步骤按照 GB/T 232 要求执行，试样弯曲至试样断裂或弯曲至 180°试验停止。

　　9 . 4 试验结果

　　9 . 4 . 1 弯曲试验结束后，对熔覆层与基体的弯曲、开裂、剥离情况进行检验，并记录基体开裂长度;需要时也可对开裂或断裂位置进行断口检验分析。

　　9.4.2 记录最大弯曲力;计算弯曲强度，弯曲强度为最大弯曲力与原始横截面积 so 的比值。

　　9 . 5 试验报告

　　试验报告除符合 GB/T 232 要求外，还应至少包括如下信息：

　　a) 试验依据;

　　b ) 试样类型、试样尺寸;

　　c) 试验结果(应注明开裂的方向、长度、数量、部位，熔覆层厚度，最大弯曲力，弯曲强度)。

　　10 冲击试验

　　10 . 1 试样

　　冲击试样采用 V 型缺口，按照 GB/T 229 要求的尺寸、缺口形状和精度加工冲击试样。 冲击试样

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　　分为正向冲击(开口在基体一侧，见图 7) ,侧向冲击(开口通过熔覆界面，见图 8) ,背向冲击(开口在熔覆层一侧，见图 9) 。

　　图 7 正向冲击试样示意图

　　图 8 侧向冲击试样示意图

　　图 9 背向冲击试样示意图

　　10 . 2 试验设备和试验条件

　　试验设备和试验条件应符合 GB/T 229 要求。

　　10 . 3 试验步骤

　　10 . 3 . 1 按照第 6 章要求测量并记录熔覆层厚度。

　　10 . 3 . 2 试验步骤应按照 GB/T 229 要求执行。

　　10 . 4 试验结果

　　试验结果应按照 GB/T 229 处理。 需要时冲击断口可进行断口检验分析。

　　10 . 5 试验报告

　　试验报告除符合 GB/T 229 要求外，还应至少包括如下信息：

　　a) 试验依据;

　　b) 试样类型，试样尺寸，熔覆层厚度等;

　　c) 必要时，提供试样示意图;

　　d ) 试验结果。

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　　1 1 断口分析

　　1 1 . 1 试样

　　试样按照 GB/T 1814 要求加工，也可采用第 9 章或第 10 章产生的断口试样。

　　1 1 . 2 试验设备和试验条件

　　试验设备和试验条件应符合 GB/T 1814 和 JY/T 0584 要求。

　　1 1 . 3 试验步骤

　　按照 GB/T 1814、JY/T 0584 要求，观测断口宏观形貌和微观形貌，观测断口熔覆层夹杂物、裂纹、

　　熔覆层剥离情况等。

　　1 1 . 4 试验结果

　　按照 GB/T 1814、JY/T 0584 要求，记录试验结果。

　　1 1 . 5 试验报告

　　试验报告应至少包括如下信息：

　　a) 试验依据;

　　b ) 试验结果。

　　12 硬度

　　12 . 1 试样

　　12 . 1 . 1 以激光熔覆层为试验表面，需要同时测量熔覆样品热影响区硬度时，试样应取自激光熔覆样品的横截面。

　　12 . 1 . 2 试样应符合 GB/T 4340 . 1 要求。

　　12 . 1 . 3 试样截面需抛光，应显示熔覆层和基体相对位置，需要同时测量熔覆样品热影响区硬度时，抛光、腐蚀后，应显示出热影响区分界线。

　　12 . 2 试验设备和试验条件

　　试验设备和试验条件应符合 GB/T 4340 . 1 要求。

　　12 . 3 试验步骤

　　12 . 3 . 1 试验步骤按 GB/T4340 . 1 规定。

　　12.3.2 同一试样应均匀选择 3~5 个试验区域，测量熔覆层不同区域的硬度，每一区域测试应不少于 3点，试验结果取算术平均值，结果修约至整数。 可同时测量基体和热影响区硬度。

　　12 . 3 . 3 对于无法移动、取样或无法夹持放置的样品，按照 GB/T 17394 . 1 要求进行测量，进行硬度值换算，并在报告中注明。

　　12 . 4 试验结果

　　试验结果应按照 GB/T 4340 . 1 和 GB/T 17394 . 1 要求处理。

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　　12 . 5 试验报告

　　试验报告除符合 GB/T 4340 . 1 和 GB/T 17394 . 1 要求外，还应至少包括如下信息：

　　a) 试验依据;

　　b) 试验结果(包括硬度试验符号、测试区域示意图及对应硬度值)。

　　13 熔覆层表面缺陷

　　13 . 1 试样

　　13 . 1 . 1 试样包括整体激光熔覆和局部激光熔覆 2 种样品。

　　13 . 1 . 2 整体激光熔覆层试样以激光熔覆层表面为试验表面，局部激光熔覆层试样试验表面还应包括熔覆层与基体的交界处(见图 10) 。

　　标引序号说明：

　　1 — 试验区域。

　　图 10 局部熔覆试样试验位置示意图

　　13 . 2 试验设备和试验条件

　　试验设备和试验条件应符合 GB/T 15822 . 1、GB/T 15822 . 3、GB/T 18851 . 1 和 GB/T 18851 . 4 的要求。

　　13 . 3 试验步骤

　　按照 GB/T 15822 . 1 或 GB/T 18851 . 1 检测熔覆层表面缺陷，局部激光熔覆试样还应检测熔覆层与基体交界处。

　　13 . 4 试验结果

　　记录熔覆层表面缺陷位置，局部激光熔覆样品还应记录熔覆层与基体交界处的检测结果。

　　13 . 5 试验报告

　　试验报告应至少包括如下信息：

　　a) 试验依据;

　　b ) 试验位置及示意图、裂纹情况;

　　c ) 试验结果。

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　　14 耐磨性试验

　　14 . 1 试样

　　14 . 1 . 1 试样尺寸与规格应符合 GB/T 12444 的要求。

　　14 . 1 . 2 以激光熔覆层为试验表面。

　　14 . 2 试验设备和试验条件

　　磨损试验设备和试验条件应符合 GB/T 12444 的要求。

　　14 . 3 试验步骤

　　试验步骤应按照 GB/T 12444 要求执行。

　　14 . 4 试验结果

　　按照 GB/T 12444 要求记录试验结果。

　　14 . 5 试验报告

　　试验报告应至少包括如下信息：

　　a) 试验依据;

　　b ) 取样位置及示意图、试验结果。

　　15 耐腐蚀性试验

　　15 . 1 试样

　　15 . 1 . 1 试样类型、数量、形状和尺寸应符合 GB/T 10125 要求。

　　15 . 1 . 2 取样位置符合 14 . 1 . 2 要求 。

　　15 . 2 试验设备和试验条件

　　试验设备和试验条件应符合 GB/T 10125 要求。

　　15 . 3 试验步骤

　　试验步骤根据实际工况按照 GB/T 10125 进行。

　　15 . 4 试验结果

　　按照 GB/T 10125 要求记录试验结果。

　　15 . 5 试验报告

　　试验报告应符合 GB/T 10125 要求，且应至少包括如下信息：

　　a) 试验依据;

　　b ) 取样位置及示意图;

　　c ) 试验结果。