道岔鋼軌用WC/貝氏體鋼功能梯度材料組織與性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-09 08:54
在鐵路運(yùn)輸重載化、高速化的發(fā)展趨勢(shì)下,載運(yùn)工具對(duì)鐵路道岔的擠壓、沖擊越發(fā)嚴(yán)重,道岔關(guān)鍵軌件易出現(xiàn)磨損、斷裂等損傷而過(guò)早失效。應(yīng)用功能梯度理念,制備適用于道岔關(guān)鍵軌件的高耐磨、抗沖擊功能梯度材料,具有重要研究意義。本文采用“預(yù)熱+激光沉積+在線等溫淬火”工藝制備了貝氏體鋼基體材料、WC/貝氏體鋼復(fù)合材料,并利用光學(xué)顯微鏡(OM)、X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜儀(EDS),研究了激光沉積方式對(duì)貝氏體鋼微觀組織的影響、WC含量對(duì)復(fù)合材料微觀組織的影響;通過(guò)維氏硬度測(cè)試、磨損性能測(cè)試、沖擊韌性測(cè)試,研究了激光沉積方式對(duì)貝氏體鋼力學(xué)性能的影響、WC含量對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,合理地設(shè)計(jì)了功能梯度材料的成分,并采用不同的熱處理工藝對(duì)制備的功能梯度材料進(jìn)行等溫淬火處理,研究了等溫淬火工藝對(duì)功能梯度材料組織及性能的影響,優(yōu)化了熱處理工藝。主要得出以下結(jié)論:(1)激光單層沉積制備貝氏體鋼時(shí),激光作用時(shí)間短,材料的貝氏體相變主要在后續(xù)等溫淬火過(guò)程中發(fā)生,從而生成下貝氏體組織,材料的平均硬度(430HV0.2)較高,耐磨損性能是基板的2.2倍;激光多層沉積制備貝...
【文章來(lái)源】:華東交通大學(xué)江西省
【文章頁(yè)數(shù)】:98 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
主要符號(hào)說(shuō)明
第一章 緒論
1.1 前言
1.2 道岔鋼軌材料
1.2.1 道岔鋼軌材料的發(fā)展
1.2.2 道岔鋼軌材料的選用
1.2.3 新型道岔鋼軌材料—功能梯度材料
1.3 功能梯度材料
1.3.1 功能梯度材料簡(jiǎn)介
1.3.2 功能梯度材料研究現(xiàn)狀
1.3.3 功能梯度材料制備方法
1.4 本文的研究意義和主要內(nèi)容
1.4.1 研究意義
1.4.2 主要內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料及方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.1.1 基板材料
2.1.2 沉積材料
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料預(yù)處理
2.2.2 材料制備
2.2.3 組織形貌研究
2.2.4 力學(xué)性能研究
2.3 本章小結(jié)
第三章 基體貝氏體鋼的組織與性能
3.1 貝氏體鋼的組織形貌
3.1.1 貝氏體鋼的宏觀形貌
3.1.2 貝氏體鋼的金相形貌
3.1.3 貝氏體鋼的物相組成
3.1.4 貝氏體鋼的微觀組織
3.1.5 貝氏體鋼的微區(qū)成分
3.2 貝氏體鋼的力學(xué)性能
3.2.1 貝氏體鋼的維氏硬度
3.2.2 貝氏體鋼的磨損性能
3.2.3 貝氏體鋼的沖擊韌性
3.3 本章小結(jié)
第四章 WC/貝氏體鋼復(fù)合材料的組織與性能
4.1 WC/貝氏體鋼復(fù)合材料的組織形貌
4.1.1 WC對(duì)復(fù)合材料宏觀形貌的影響
4.1.2 WC對(duì)復(fù)合材料金相形貌的影響
4.1.3 WC對(duì)復(fù)合材料物相組成的影響
4.1.4 WC對(duì)復(fù)合材料微觀組織的影響
4.1.5 WC對(duì)復(fù)合材料微區(qū)成分的影響
4.2 WC/貝氏體鋼復(fù)合材料的力學(xué)性能
4.2.1 WC對(duì)復(fù)合材料維氏硬度的影響
4.2.2 WC對(duì)復(fù)合材料磨損性能的影響
4.2.3 WC對(duì)復(fù)合材料沖擊韌性的影響
4.3 本章小結(jié)
第五章 WC/貝氏體鋼功能梯度材料的組織與性能
5.1 WC/貝氏體鋼功能梯度材料的組織形貌
5.1.1 等溫溫度對(duì)功能梯度材料組織形貌的影響
5.1.2 等溫時(shí)間對(duì)功能梯度材料組織形貌的影響
5.2 WC/貝氏體鋼功能梯度材料的力學(xué)性能
5.2.1 等溫溫度對(duì)功能梯度材料力學(xué)性能的影響
5.2.2 等溫時(shí)間對(duì)功能梯度材料力學(xué)性能的影響
5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)歷在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鋼鐵基復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J]. 秦偲杰,張朝暉,劉世鋒,李安. 鋼鐵研究學(xué)報(bào). 2017(11)
[2]合金元素及等溫淬火工藝對(duì)超細(xì)貝氏體鋼組織的影響[J]. 齊亮,郝齊齊,楊東彪,馮興宇,謝建明. 金屬熱處理. 2017(08)
[3]高速鐵路道岔鋼軌材質(zhì)及強(qiáng)度等級(jí)選用研究[J]. 周清躍,張銀花,劉豐收,陳朝陽(yáng). 中國(guó)鐵路. 2017(08)
[4]貝氏體相變的形核與長(zhǎng)大——貝氏體相變新機(jī)制(二)[J]. 劉宗昌,計(jì)云萍,任慧平. 熱處理技術(shù)與裝備. 2017(03)
[5]貝氏體相變的形核與長(zhǎng)大——貝氏體相變新機(jī)制(一)[J]. 劉宗昌,計(jì)云萍,任慧平. 熱處理技術(shù)與裝備. 2017(02)
[6]高速鐵路:機(jī)遇與挑戰(zhàn)[J]. Michel Leboeuf. Engineering. 2016(04)
[7]梯度結(jié)構(gòu)金屬材料研究進(jìn)展[J]. 李毅. 中國(guó)材料進(jìn)展. 2016(09)
[8]SiCp/Al功能梯度復(fù)合材料沖擊韌性的研究[J]. 董妍. 機(jī)械工程師. 2016(06)
[9]金屬材料中梯度結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)展[J]. 張淇萱,楊新誠(chéng),李才巨. 熱加工工藝. 2016(02)
[10]功能梯度材料技術(shù)在道岔翼軌上的應(yīng)用[J]. 寧洪. 中小企業(yè)管理與科技(中旬刊). 2015(08)
博士論文
[1]WC顆粒增強(qiáng)鋼基復(fù)合材料的組織及性能研究[D]. 張寧.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2015
[2]納米結(jié)構(gòu)雙相鋼中殘留奧氏體微結(jié)構(gòu)調(diào)控及其對(duì)力學(xué)性能的影響[D]. 胡鋒.武漢科技大學(xué) 2014
[3]高硅貝氏體鋼組織與性能及V微合金化影響的研究[D]. 苗雋.東北大學(xué) 2012
[4]CO2激光熔覆直接制造Ni/TiC梯度功能材料研究[D]. 王耀民.吉林大學(xué) 2008
碩士論文
[1]無(wú)碳化物貝氏體鋼的顯微組織、力學(xué)性能和疲勞裂紋擴(kuò)展行為[D]. 馮瑩.燕山大學(xué) 2013
[2]激光熔覆納米貝氏體涂層的組織與性能研究[D]. 袁琳.上海交通大學(xué) 2011
[3]激光熔覆碳化鎢顆粒增強(qiáng)鎳基合金梯度涂層的研究[D]. 戎磊.上海交通大學(xué) 2011
本文編號(hào):3127326
【文章來(lái)源】:華東交通大學(xué)江西省
【文章頁(yè)數(shù)】:98 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
主要符號(hào)說(shuō)明
第一章 緒論
1.1 前言
1.2 道岔鋼軌材料
1.2.1 道岔鋼軌材料的發(fā)展
1.2.2 道岔鋼軌材料的選用
1.2.3 新型道岔鋼軌材料—功能梯度材料
1.3 功能梯度材料
1.3.1 功能梯度材料簡(jiǎn)介
1.3.2 功能梯度材料研究現(xiàn)狀
1.3.3 功能梯度材料制備方法
1.4 本文的研究意義和主要內(nèi)容
1.4.1 研究意義
1.4.2 主要內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料及方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.1.1 基板材料
2.1.2 沉積材料
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料預(yù)處理
2.2.2 材料制備
2.2.3 組織形貌研究
2.2.4 力學(xué)性能研究
2.3 本章小結(jié)
第三章 基體貝氏體鋼的組織與性能
3.1 貝氏體鋼的組織形貌
3.1.1 貝氏體鋼的宏觀形貌
3.1.2 貝氏體鋼的金相形貌
3.1.3 貝氏體鋼的物相組成
3.1.4 貝氏體鋼的微觀組織
3.1.5 貝氏體鋼的微區(qū)成分
3.2 貝氏體鋼的力學(xué)性能
3.2.1 貝氏體鋼的維氏硬度
3.2.2 貝氏體鋼的磨損性能
3.2.3 貝氏體鋼的沖擊韌性
3.3 本章小結(jié)
第四章 WC/貝氏體鋼復(fù)合材料的組織與性能
4.1 WC/貝氏體鋼復(fù)合材料的組織形貌
4.1.1 WC對(duì)復(fù)合材料宏觀形貌的影響
4.1.2 WC對(duì)復(fù)合材料金相形貌的影響
4.1.3 WC對(duì)復(fù)合材料物相組成的影響
4.1.4 WC對(duì)復(fù)合材料微觀組織的影響
4.1.5 WC對(duì)復(fù)合材料微區(qū)成分的影響
4.2 WC/貝氏體鋼復(fù)合材料的力學(xué)性能
4.2.1 WC對(duì)復(fù)合材料維氏硬度的影響
4.2.2 WC對(duì)復(fù)合材料磨損性能的影響
4.2.3 WC對(duì)復(fù)合材料沖擊韌性的影響
4.3 本章小結(jié)
第五章 WC/貝氏體鋼功能梯度材料的組織與性能
5.1 WC/貝氏體鋼功能梯度材料的組織形貌
5.1.1 等溫溫度對(duì)功能梯度材料組織形貌的影響
5.1.2 等溫時(shí)間對(duì)功能梯度材料組織形貌的影響
5.2 WC/貝氏體鋼功能梯度材料的力學(xué)性能
5.2.1 等溫溫度對(duì)功能梯度材料力學(xué)性能的影響
5.2.2 等溫時(shí)間對(duì)功能梯度材料力學(xué)性能的影響
5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)歷在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鋼鐵基復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J]. 秦偲杰,張朝暉,劉世鋒,李安. 鋼鐵研究學(xué)報(bào). 2017(11)
[2]合金元素及等溫淬火工藝對(duì)超細(xì)貝氏體鋼組織的影響[J]. 齊亮,郝齊齊,楊東彪,馮興宇,謝建明. 金屬熱處理. 2017(08)
[3]高速鐵路道岔鋼軌材質(zhì)及強(qiáng)度等級(jí)選用研究[J]. 周清躍,張銀花,劉豐收,陳朝陽(yáng). 中國(guó)鐵路. 2017(08)
[4]貝氏體相變的形核與長(zhǎng)大——貝氏體相變新機(jī)制(二)[J]. 劉宗昌,計(jì)云萍,任慧平. 熱處理技術(shù)與裝備. 2017(03)
[5]貝氏體相變的形核與長(zhǎng)大——貝氏體相變新機(jī)制(一)[J]. 劉宗昌,計(jì)云萍,任慧平. 熱處理技術(shù)與裝備. 2017(02)
[6]高速鐵路:機(jī)遇與挑戰(zhàn)[J]. Michel Leboeuf. Engineering. 2016(04)
[7]梯度結(jié)構(gòu)金屬材料研究進(jìn)展[J]. 李毅. 中國(guó)材料進(jìn)展. 2016(09)
[8]SiCp/Al功能梯度復(fù)合材料沖擊韌性的研究[J]. 董妍. 機(jī)械工程師. 2016(06)
[9]金屬材料中梯度結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)展[J]. 張淇萱,楊新誠(chéng),李才巨. 熱加工工藝. 2016(02)
[10]功能梯度材料技術(shù)在道岔翼軌上的應(yīng)用[J]. 寧洪. 中小企業(yè)管理與科技(中旬刊). 2015(08)
博士論文
[1]WC顆粒增強(qiáng)鋼基復(fù)合材料的組織及性能研究[D]. 張寧.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2015
[2]納米結(jié)構(gòu)雙相鋼中殘留奧氏體微結(jié)構(gòu)調(diào)控及其對(duì)力學(xué)性能的影響[D]. 胡鋒.武漢科技大學(xué) 2014
[3]高硅貝氏體鋼組織與性能及V微合金化影響的研究[D]. 苗雋.東北大學(xué) 2012
[4]CO2激光熔覆直接制造Ni/TiC梯度功能材料研究[D]. 王耀民.吉林大學(xué) 2008
碩士論文
[1]無(wú)碳化物貝氏體鋼的顯微組織、力學(xué)性能和疲勞裂紋擴(kuò)展行為[D]. 馮瑩.燕山大學(xué) 2013
[2]激光熔覆納米貝氏體涂層的組織與性能研究[D]. 袁琳.上海交通大學(xué) 2011
[3]激光熔覆碳化鎢顆粒增強(qiáng)鎳基合金梯度涂層的研究[D]. 戎磊.上海交通大學(xué) 2011
本文編號(hào):3127326
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