2021 再制造 激光熔覆层性能试验方法

犌犅／犜４０７３７—２０２１

目次

前言…………………………Ⅰ

１范围………………………１

２规范性引用文件…………………………１

３术语和定义………………１

４符号和说明………………２

５试样制备…………………２

６熔覆层厚度………………３

７金相组织分析……………４

８拉伸试验…………………４

９弯曲试验…………………６

１０冲击试验…………………６

１１断口分析…………………８

１２硬度………………………８

１３熔覆层表面缺陷…………………………９

１４耐磨性试验……………１０

１５耐腐蚀性试验…………………………１０

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前言

本文件按照ＧＢ／Ｔ１．１—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／ＴＣ３３７）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。

Ⅰ

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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／Ｔ２２８．１金属材料拉伸试验第１部分：室温试验方法

ＧＢ／Ｔ２２９金属材料夏比摆锤冲击试验方法

ＧＢ／Ｔ２３２金属材料弯曲试验方法

ＧＢ／Ｔ１１８４形状和位置公差未注公差值

ＧＢ／Ｔ１８０４一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差

ＧＢ／Ｔ１８１４钢材断口检验法

ＧＢ／Ｔ４３４０．１金属材料维氏硬度试验第１部分：试验方法

ＧＢ／Ｔ１０１２５人造气氛腐蚀试验盐雾试验

ＧＢ／Ｔ１２４４４金属材料磨损试验方法试环试块滑动磨损试验

ＧＢ／Ｔ１３２９８金属显微组织检验方法

ＧＢ／Ｔ１５８２２．１无损检测磁粉检测第１部分：总则

ＧＢ／Ｔ１５８２２．３无损检测磁粉检测第３部分：设备

ＧＢ／Ｔ１７３９４．１金属材料里氏硬度试验第１部分：试验方法

ＧＢ／Ｔ１８８５１．１无损检测渗透检测第１部分：总则

ＧＢ／Ｔ１８８５１．４无损检测渗透检测第４部分：设备

ＧＢ／Ｔ２８６１９再制造术语

ＧＢ／Ｔ２９７９５激光修复技术术语和定义

ＪＹ／Ｔ０５８４扫描电子显微镜分析方法通则

３术语和定义

ＧＢ／Ｔ２８６１９、ＧＢ／Ｔ２９７９５界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

３．１

整体激光熔覆狑犺狅犾犲狊狌狉犳犪犮犲犾犪狊犲狉犮犾犪犱犱犻狀犵

样品整个工作面进行激光熔覆。

１

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３．２

局部激光熔覆犾狅犮犪犾狆犪狉狋犾犪狊犲狉犮犾犪犱犱犻狀犵

样品工作面局部位置进行激光熔覆。

３．３

熔合层犳狌狊犻狅狀犾犪狔犲狉

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

符号说明单位

犔试样长度ｍｍ

犔１熔覆层长度ｍｍ

犱１熔覆层厚度ｍｍ

犱２基体厚度ｍｍ

犔ｃ平行长度ｍｍ

犛ｏ原始横截面积ｍｍ２

熔覆层—

熔合层—

基体—

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犱２≥６犱１，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／Ｔ１８０４精密等级要求，形状和位置公差符合

ＧＢ／Ｔ１１８４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／Ｔ１３２９８、ＪＹ／Ｔ０５８４要求。

６．３试验步骤

６．３．１金相显微镜法

按照ＧＢ／Ｔ１３２９８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／Ｔ０５８４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

３

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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０．０１ｍｍ。

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／Ｔ１３２９８要求。

７．３试验步骤

试验步骤按照ＧＢ／Ｔ１３２９８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／Ｔ２２８．１的

４

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要求。局部激光熔覆拉伸试样平行长度犔ｃ≥３犔１。

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／Ｔ２２８．１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／Ｔ２２８．１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／Ｔ２２８．１要求。

８．５试验报告

试验报告除符合ＧＢ／Ｔ２２８．１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／Ｔ２３２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／Ｔ２３２中支辊式弯曲装置，试验设备和试验条件应符合ＧＢ／Ｔ２３２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／Ｔ２３２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犛ｏ的比值。

９．５试验报告

试验报告除符合ＧＢ／Ｔ２３２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／Ｔ２２９要求的尺寸、缺口形状和精度加工冲击试样。冲击试样

６

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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／Ｔ２２９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／Ｔ２２９要求执行。

１０．４试验结果

试验结果应按照ＧＢ／Ｔ２２９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／Ｔ２２９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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１１断口分析

１１．１试样

试样按照ＧＢ／Ｔ１８１４要求加工，也可采用第９章或第１０章产生的断口试样。

１１．２试验设备和试验条件

试验设备和试验条件应符合ＧＢ／Ｔ１８１４和ＪＹ／Ｔ０５８４要求。

１１．３试验步骤

按照ＧＢ／Ｔ１８１４、ＪＹ／Ｔ０５８４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。

１１．４试验结果

按照ＧＢ／Ｔ１８１４、ＪＹ／Ｔ０５８４要求，记录试验结果。

１１．５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／Ｔ４３４０．１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／Ｔ４３４０．１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／Ｔ１７３９４．１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／Ｔ４３４０．１和ＧＢ／Ｔ１７３９４．１要求处理。

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１２．５试验报告

试验报告除符合ＧＢ／Ｔ４３４０．１和ＧＢ／Ｔ１７３９４．１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／Ｔ１５８２２