鐵路運(yùn)輸?shù)闹剌d化發(fā)展,使轍叉和重載鋼軌的服役環(huán)境愈發(fā)惡劣,導(dǎo)致其易發(fā)生磨損失效、剝落,甚至壓潰變形等,顯著縮短了高錳鋼轍叉和鋼軌的服役壽命,嚴(yán)重威脅了行車安全。激光熔覆技術(shù)憑借其熔覆層與基體材料呈冶金結(jié)合、熱變形小、易實(shí)現(xiàn)自動化等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于破損工件的修復(fù)和金屬材料的表面改性。本文以高錳鋼轍叉（ZGMn13）和重載鐵路用鋼軌鋼（U20Mn2SiCrNiMo）為基體,選擇三種鐵基合金粉末（牌號分別為DJ101、DJ106和DJ108）和一種鎳基合金粉末（牌號為Ni625）作為熔覆材料體系,進(jìn)行激光熔覆實(shí)驗。利用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）及X射線衍射儀（XRD）,表征鐵基和鎳基激光熔覆層的成形性、微觀組織結(jié)構(gòu)和物相的組成;利用顯微硬度計、磨損試驗機(jī)、拉伸試驗機(jī)等設(shè)備,檢測分析了激光熔覆層的硬度、耐磨性、拉伸和彎曲等性能,以期為采用激光熔覆技術(shù)修復(fù)受損的轍叉和鋼軌提供思路。主要研究結(jié)果如下:（1）鐵基熔覆層DJ101、DJ108與高錳鋼轍叉基體之間,以及鐵基熔覆層DJ101、DJ106、DJ108和鎳基熔覆層Ni625與鋼軌鋼基體之間,均形成牢固的冶... 

【文章來源】：大連交通大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．４激光熔覆層區(qū)域示意圖??Ｆｉｇ．?１．４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｌａｓｅｒ?ｃｌａｄｄｉｎｇ?ｚｏｎｅ??８??

?第二章實(shí)驗材料和研究方法???圖２．２激光熔覆實(shí)驗設(shè)備??Ｆｉｇ．２．２?Ｌａｓｅｒ?ｃｌａｄｄｉｎｇ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ??進(jìn)行熔覆實(shí)驗時激光器按照電腦控制系統(tǒng)設(shè)計的掃描路徑行走，并和熔覆頭上的四??孔同軸式送粉噴嘴協(xié)同完成。為了保護(hù)熔池和防止金屬在熔化時氧化，在整個實(shí)驗過程??中使用純度為９９．９?％的高純氬氣作為實(shí)驗保護(hù)氣。保護(hù)氣的氣壓為Ｕ－１．２ＧＰａ，氣體流??量為１６?Ｌ／ｍｉｎ。實(shí)驗時要將保護(hù)氣噴嘴正對著基體材料表面，并且在激光發(fā)射之前２ｓ??開始對材料表面進(jìn)行保護(hù)，激光發(fā)射結(jié)束２ｓ后再關(guān)閉保護(hù)氣。??為了讓熔覆層與基體組織良好結(jié)合，同時盡量降低稀釋率，實(shí)驗時要對激光功率、??掃描速度、送粉量等激光熔覆工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而獲得表面平整、組織致密、無缺??陷的樣品。??２．３實(shí)驗方法??２．３．１樣品制備??釆用ＤＫ７７２０型電火花數(shù)控線切割機(jī)床對樣品進(jìn)行切割，切割時鉬絲運(yùn)動的方向垂??直于激光掃描的方向，將熔覆后的大樣品沿著橫截面或者縱截面切割成所需尺寸的小樣??品。??Ｘ射線衍射樣品制備：沿平行于激光掃描方向切取熔覆層表層樣品，然后分別使用??８０＃、４００＃、８００＃、１０００＃、１５００＃砂紙進(jìn)行打磨，處理后用于Ｘ射線衍射檢測分析。??金相樣品制備：沿垂直于激光掃描方向切取熔覆層橫截面樣品，然后用砂紙和拋光??機(jī)對樣品進(jìn)行打磨拋光，用王水對拋光后的樣品進(jìn)行腐蝕處理，腐蝕后觀察。??掃描電子顯微鏡（ＳＥＭ）樣品制備：與金相樣品的制備方法一致。??１７??

電壓為６０ＫＶ、電流５０ｍＡ。??金相顯微鏡（ＯＭ）分析：采用德國ＬｅｉｃａＤＭｉ８Ａ型倒置金相顯微鏡對樣品金相組織??進(jìn)行觀察和分析。??掃描電子顯微鏡（ＳＥＭ）分析：采用附帶能譜分析（ＥＤＳ）功能的德國蔡司ＳＵＰＲＡ５５??場發(fā)射掃描電子顯微鏡（如圖２．３．ａ所示），對樣品的顯微組織和微區(qū)成分進(jìn)行觀察、??分析和表征。??透射電子顯微鏡（ＴＥＭ）分析：采用配有數(shù)字化ＣＣＤ相機(jī)、能譜儀（ＥＤＳ）以及??掃描透射（ＳＴＥＭ）系統(tǒng)的日本電子ＪＥＭ２１００Ｆ透射電子顯微鏡（如圖２．３．ｂ所示），??進(jìn)行透射電鏡形貌像和電子衍射花樣的數(shù)字化像的記錄，以及進(jìn)行材料微區(qū)的定性、定??量成份分析。??


本文編號：3013922