Eddy-current testing of fatigue degradation in additionally heat-treated gas powder laser clad NiCrBSi coating under contact fatigue loading

Abstract

The paper studies the applicability of eddy-current technique to testing fatigue degradation in Ni-18.2Cr-3.3B-4.2Si coating, produced by gas powder laser cladding and subjected to additional high-temperature annealing at 1025 °C, under contact loading. It is demonstrated that eddy-current testing of fatigue degradation in Ni-18.2Cr-3.3B-4.2Si coating under contact loading after high-temperature annealing has certain limitations caused by the high brittleness of this coating. In this case, it is possible to test only a sharp increase in the sizes of contact damages, which occurs at 8×10 5 cycles under these loading conditions and results from the formation of a great number of peripheral ring cracks in the fracture zone; the eddy-current readings α decrease due to the increasing electrical resistivity of the coating. Testing can be performed by eddy-current measurements at high excitation frequencies of an eddy-current transducer (f=72-120 kHz), when the effect of the ferromagnetic steel base on the eddy-current readings α is minimum.

Features of eddy-current testing of the fatigue degradation of laser clad cobalt-nickel-chromium coating under contact loading

“…К факторам, которые могут оказывать влияние на характеристики μ и ρ, а, следовательно, и на показания вихретокового прибора исследованного покрытия, подвергнутого контактно-усталостному нагружению, относятся: трещинообразование, уплотнение покрытия из-за залечивания при деформировании содержащихся в нем несплошностей, рост плотности дислокаций. Образование на поверхности оксидных пленок и твердых растворов кислорода не оказывает существенного влияния на результаты электромагнитных измерений [17], а влияние на сигналы вихретокового преобразователя магнитной проницаемости и удельного электросопротивления стальной основы является постоянным при заданной частоте измерений.…”

“…4). Дополнительный вклад в уменьшение величины α также оказывает рост плотности дислокаций (механический наклеп), приводящий к снижению электропроводности покрытия (увеличению удельного электросопротивления) [17]. При увеличении количества циклов до 10 5 наблюдаемый рост величины α у покрытия ПГ-10К-01 может быть обусловлен наблюдаемым экспериментально затиранием находящихся в зоне разрушения периферийных кольцевых трещин в процессе контактно-усталостных испытаний [28].…”

“…Нагружение до 3 ×10 5 циклов сопровождается менее интенсивным ростом показаний вихретокового прибора α, что обусловлено уплотнением данного покрытия. Уплотнение покрытия в результате залечивания несплошностей приводит к уменьшению его удельного электрического сопротивления [17]. Интенсивное снижение величины α при 5 ×10 5 циклов нагружения (см.…”