Формирование напряженно-деформированного состояния полученных плазменной наплавкой покрытий из быстрорежущих сталей

Abstract

Методами конечных элементов решена задача о распределении напряжений в зоне контакта покрытия из стали Р2М9, полученного электродуговой наплавкой, с подложкой из конструкционной стали 30ХГСА. На первой стадии решалась задача о распределении напряжений при охлаждении от 1573 до 293 К, на втором этапе - после завершения охлаждения, когда к поверхности покрытия приложена статическая растягивающая нагрузка. Морфология границы раздела определена сканирующей электронной микроскопией: граница раздела криволинейной формы в первом приближении может быть описана гармонической функцией. На стадии охлаждения волнообразная граница между покрытием и подложкой является наиболее эффективным барьером для предотвращения образования трещин, перераспределяя зоны опасных растягивающих напряжений в подложке. Приложение растягивающей статической нагрузки к покрытию после его охлаждения показало, что при значении модуля упругости подложки на порядок меньше, чем покрытия, пластическое течение протекает в основном в покрытии, тогда как при соотношении модулей упругости 0,94 материал покрытия находится в области упругих деформаций. Если модуль упругости подложки на порядок выше модуля упругости покрытия, то пластическое течение материала возможно только в подложке