發(fā)布時間：2018-11-03 08:36

【摘要】：利用CO2多模激光器在輪軌材料表面進行激光熔覆,分析了鐵基合金熔覆層的微觀組織結(jié)構(gòu)與顯微硬度,利用MMS-2A微機控制摩擦磨損試驗機研究了激光熔覆處理前后輪軌試件的滾動磨損與損傷性能。結(jié)果表明:輪軌試件熔覆處理后,熔覆層主要由共晶組織和枝晶組織組成;受凝固條件影響結(jié)合區(qū)附近主要為較為粗大的晶體組織,中部至表層出現(xiàn)胞狀晶和樹枝晶;激光熔覆組織中的Fe與Ni元素形成(Fe,Ni)固溶體,Cr容易與C結(jié)合形成硬度較高的碳化物。輪軌材料激光熔覆處理后表面硬度分別提高約122.6%和141.6%,未處理輪軌試件磨損率較高,出現(xiàn)了明顯的塑性流變變形且存在明顯的疲勞裂紋,磨損機制主要為疲勞磨損;輪軌試件激光熔覆處理明顯降低了磨損率,磨損機制主要為輕微疲勞磨損。
[Abstract]:The microstructure and microhardness of Fe-base alloy cladding layer were analyzed by laser cladding on wheel / rail material surface using CO2 multimode laser. The rolling wear and damage properties of wheel / rail specimens before and after laser cladding were studied by MMS-2A microcomputer controlled friction and wear tester. The results show that the cladding layer is mainly composed of eutectic structure and dendritic structure after cladding treatment, and the coarse crystal structure is mainly near the binding zone affected by solidification conditions, and the cellular crystal and dendrite appear from the middle to the surface. The Fe and Ni elements in the laser cladding structure form a solid solution (Fe,Ni), and the Cr easily binds with C to form higher hardness carbides. After laser cladding, the surface hardness of wheel / rail materials increased by 122.6% and 141.6%, respectively. The wear rate of untreated wheel / rail specimens was higher, and there were obvious plastic rheological deformation and obvious fatigue cracks. The main wear mechanism is fatigue wear. The wear rate of wheel / rail specimens was obviously reduced by laser cladding, and the wear mechanism was mainly slight fatigue wear.
【作者單位】： 西南交通大學(xué)牽引動力國家重點實驗室摩擦學(xué)研究所;成都時代瑞通科技有限公司;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項目(51174282) 四川省科技支撐計劃項目(2014GZ0009-6) 教育部創(chuàng)新團隊科學(xué)基金項目(IRT1178)
【分類號】：TG174.4

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 曹永青;林鑫;汪志太;楊海歐;黃衛(wèi)東;;激光快速熔凝Ni-Sn共晶合金的組織演變[J];金屬學(xué)報;2011年05期

2 李美艷;韓彬;高寧;王勇;潘蛟亮;;高硬度鐵基熔覆層組織、成分及耐蝕性[J];中國激光;2013年05期

3 郭火明;王文健;劉騰飛;郭俊;劉啟躍;;激光相變硬化處理對輪軌鋼磨損性能影響[J];材料熱處理學(xué)報;2014年05期

4 孫榮祿;牛偉;雷貽文;唐英;;鈦合金TC4激光熔覆NiCrBSi+Ni/MoS_2涂層組織和摩擦磨損性能[J];材料熱處理學(xué)報;2014年06期

5 楊膠溪;劉華東;;U71Mn鋼軌表面激光熔覆Fe基合金組織與性能研究[J];鐵道工程學(xué)報;2010年07期

6 胡杰;郭火明;王文健;郭俊;劉啟躍;;激光熔覆對輪軌材料摩擦磨損性能的影響[J];潤滑與密封;2012年09期

7 楊森,鐘敏霖,劉文今;激光熔覆制備Ni/TiC原位自生復(fù)合涂層及其組織形成規(guī)律研究[J];應(yīng)用激光;2002年02期

【共引文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳建敏;王凌倩;周健松;鄧智昌;寶民;;激光熔覆Ni基涂層研究進展[J];中國表面工程;2011年02期

2 王振廷;王永東;陳華輝;;感應(yīng)熔覆原位自生TiC/Ni基復(fù)合涂層的組織與耐磨性研究[J];材料保護;2006年05期

3 王振廷;孟君晟;王永東;胡國梁;;原位自生TiCp/Ni60A復(fù)合涂層組織結(jié)構(gòu)及長大特性[J];稀有金屬材料與工程;2007年S2期

4 王永東;王振廷;陳麗麗;劉瑞堂;;Q235鋼表面氬弧熔覆MoNiSi/Ni_3Si金屬硅化物復(fù)合涂層組織與性能研究[J];粉末冶金技術(shù);2009年02期

5 王振廷;王永東;;原位自生TiC/Ni復(fù)合材料涂層滑動磨損行為[J];遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報;2006年03期

6 王建軍;;無縫線路鋼軌在線修復(fù)技術(shù)[J];國防交通工程與技術(shù);2012年02期

7 王東生;田宗軍;沈理達;黃因慧;;激光熔覆MCrAlY涂層的研究現(xiàn)狀[J];機械工程材料;2013年12期

8 Cun-shan WANG;;Influence of yttrium on microstructure and properties of Ni—Al alloy coatings prepared by laser cladding[J];Defence Technology;2014年01期

9 孫震;胡芳友;崔愛永;盧長亮;張健龍;;1Cr12Ni3MoVN激光改性熔覆的組織與耐磨性[J];四川兵工學(xué)報;2014年02期

10 郭火明;王文健;劉吉華;張勇強;郭俊;劉啟躍;;重載工況下車輪熔覆對輪軌磨損與損傷性能影響[J];功能材料;2014年09期

相關(guān)會議論文 前7條

1 郭火明;王文健;張勇強;郭俊;劉啟躍;;激光熔覆Co基合金對輪軌材料磨損與損傷性能影響[A];第十一屆全國摩擦學(xué)大會論文集[C];2013年

2 王彩蕓;鐘雯;申鵬;易平;郭俊;劉啟躍;;橫移量、搖頭角對輪軌滾動接觸行為的影響研究[A];第八屆全國表面工程學(xué)術(shù)會議暨第三屆青年表面工程學(xué)術(shù)論壇論文集（二）[C];2010年

3 蔣文娟;鐘雯;張向龍;王彩蕓;申鵬;易平;劉啟躍;;軸重對輪軌系統(tǒng)磨損的影響[A];第八屆全國表面工程學(xué)術(shù)會議暨第三屆青年表面工程學(xué)術(shù)論壇論文集（二）[C];2010年

4 王文健;郭俊;劉啟躍;;輪軌磨損與滾動疲勞裂紋損傷關(guān)系及預(yù)防研究[A];第八屆全國表面工程學(xué)術(shù)會議暨第三屆青年表面工程學(xué)術(shù)論壇論文集（四）[C];2010年

5 易平;鐘雯;張向龍;王彩蕓;申鵬;蔣文娟;劉啟躍;;高速工況下車輪鋼的疲勞磨損分析[A];第八屆全國表面工程學(xué)術(shù)會議暨第三屆青年表面工程學(xué)術(shù)論壇論文集（四）[C];2010年

6 蘇世懷;張明如;江波;崔銀會;;馬鋼高速、重載、低噪聲車輪的研發(fā)與質(zhì)量控制技術(shù)[A];第八屆（2011）中國鋼鐵年會論文集[C];2011年

7 陳迪來;劉建新;王燕;杜凱軍;;軌道局部不平順對重載機車輪軌動力作用的影響分析[A];鐵路重載運輸技術(shù)交流會論文集[C];2014年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 王永東;氬弧熔敷原位自生顆粒增強鎳基復(fù)合涂層研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

2 劉其斌;寬帶激光熔覆梯度生物陶瓷復(fù)合涂層及其生物相容性[D];大連理工大學(xué);2005年

3 宋思利;鎢極氬弧原位合成TiC增強鐵基熔敷層的研究[D];山東大學(xué);2007年

4 朱麗娜;基于納米壓痕技術(shù)的涂層殘余應(yīng)力研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2013年

5 崔大賓;高速車輪踏面設(shè)計方法研究[D];西南交通大學(xué);2013年

6 曹洋;道岔平面線型動力分析及其設(shè)計方法研究[D];西南交通大學(xué);2013年

7 李霞;地鐵鋼軌波磨形成機理研究[D];西南交通大學(xué);2012年

8 張劍;鐵路車輛車輪型面優(yōu)化設(shè)計研究[D];西南交通大學(xué);2013年

9 王彩蕓;鋼軌磨損特性實驗研究與數(shù)值分析[D];西南交通大學(xué);2013年

10 肖新標(biāo);復(fù)雜環(huán)境狀態(tài)下高速列車脫軌機理研究[D];西南交通大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 孫明;激光制備WC及原位TiC陶瓷增強復(fù)相涂層[D];蘭州理工大學(xué);2007年

2 孟丹;AISI321奧氏體不銹鋼激光表面合金化研究[D];天津大學(xué);2008年

3 劉曉書;層片狀堆焊材料及焊接工藝[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2009年

4 李貴江;1Cr18Ni9Ti不銹鋼激光表面合金化涂層性能研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2009年

5 蔡釹;激光熔覆原位自生TiC增強復(fù)合涂層的研究[D];東北大學(xué)　;2009年

6 蔣松林;TC4鈦合金表面激光熔覆C與BN原位生成復(fù)合涂層研究[D];南華大學(xué);2010年

7 鐘娜;高頻感應(yīng)熔覆耐磨耐蝕熔覆層的制備與組織性能研究[D];中國石油大學(xué);2010年

8 夏銀鋒;自潤滑激光熔覆層的制備及其組織與性能研究[D];燕山大學(xué);2011年

9 曾東方;輪軌材料滾動接觸磨損性能及減磨措施研究[D];西南交通大學(xué);2012年

10 胡杰;激光熔覆重載輪軌材料的摩擦磨損性能研究[D];西南交通大學(xué);2012年

【二級參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王文健;郭俊;劉啟躍;;車輪鋼的滾動剝離損傷[J];機械工程材料;2010年08期

2 王文健;劉吉華;郭俊;劉啟躍;;激光淬火對重載輪軌磨損與損傷性能的影響[J];材料科學(xué)與工藝;2012年06期

3 職亞楠,呂寬洲,梁二軍,陳長清,趙棟,晁明舉,呂寬洲,張準(zhǔn)勝;U74鋼軌表面激光淬火工藝及其對耐磨性的影響[J];激光雜志;2002年04期

4 李明喜,何宜柱,孫國雄;Ni基合金/45~#鋼寬、窄帶熔覆Co基合金的組織[J];中國激光;2003年11期

5 李志遠;趙偉毅;古文全;何灝;張劍波;聶登攀;;Ti對Co基合金激光熔覆層組織與性能的影響[J];中國激光;2010年08期

6 韓彬;李美艷;王勇;;激光熔覆鐵基合金涂層的高溫氧化性能[J];中國激光;2011年08期

7 何祥明;劉秀波;楊茂盛;石世宏;王明娣;傅戈雁;;奧氏體不銹鋼激光熔覆鎳基復(fù)合涂層高溫磨損行為[J];中國激光;2011年09期

8 吳新偉,曾曉雁,朱蓓蒂,陶曾毅,崔昆;鎳基碳化鎢金屬陶瓷激光熔覆層開裂性的研究[J];中國激光;1997年06期

9 李昂;王華明;;激光熔敷NiTi/Ni_3Ti金屬間化合物復(fù)合材料涂層組織及耐磨性[J];材料熱處理學(xué)報;2006年05期

10 張永忠;金具濤;黃燦;石力開;;鈦合金表面激光熔覆原位鈦基復(fù)合材料涂層[J];材料熱處理學(xué)報;2010年03期

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張魁武;國外激光熔覆材料、工藝和組織性能的研究[J];金屬熱處理;2002年06期

2 張魁武;國外激光熔覆設(shè)備[J];金屬熱處理;2002年07期

3 黃延祿,鄒德寧,梁工英,蘇俊義;送粉激光熔覆過程中熔覆軌跡及流場與溫度場的數(shù)值模擬[J];稀有金屬材料與工程;2003年05期

4 滿翠華,趙會友,寧桂峰;激光熔覆中裂紋控制的試驗研究[J];礦山機械;2004年03期

5 王永峰,薛春芳,田欣利,周蘭英;送粉式激光熔覆能量有效利用率分析[J];激光技術(shù);2004年02期

6 周廣才,孫康鍇,鄧琦林;激光熔覆中的控制問題[J];電加工與模具;2004年02期

7 孫寬;姚繼蔚;徐忠錦;林樹忠;;影響激光熔覆質(zhì)量的主要因素[J];農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程;2007年03期

8 張三川;姚建銓;;氧化鋯摻雜激光熔覆涂層成形、結(jié)構(gòu)與增韌機制[J];激光雜志;2007年02期

9 季霞;周建忠;郭華鋒;徐大鵬;;同軸送粉激光熔覆件質(zhì)量影響因素的研究[J];工具技術(shù);2007年08期

10 張維平;趙玉蘭;李廷舉;;鈦合金表面激光熔覆的研究進展[J];表面技術(shù);2007年05期

相關(guān)會議論文 前10條

1 張萬紅;方亮;趙剛;;液相分散沉降法制備激光熔覆預(yù)涂涂層的研究[A];第五屆全國表面工程學(xué)術(shù)會議論文集[C];2004年

2 鄧琦林;謝安寧;周廣才;;激光熔覆修復(fù)技術(shù)的基礎(chǔ)試驗研究[A];2005年中國機械工程學(xué)會年會論文集[C];2005年

3 陳暢源;鄧琦林;葛志軍;;激光熔覆中的應(yīng)力研究[A];上海市激光學(xué)會2005年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2005年

4 鄧琦林;謝安寧;周廣才;;激光熔覆修復(fù)技術(shù)的基礎(chǔ)試驗研究[A];2005年中國機械工程學(xué)會年會第11屆全國特種加工學(xué)術(shù)會議專輯[C];2005年

5 鄧琦林;謝安寧;周廣才;;激光熔覆修復(fù)技術(shù)的基礎(chǔ)試驗研究[A];2005年中國機械工程學(xué)會年會論文集第11屆全國特種加工學(xué)術(shù)會議專輯[C];2005年

6 鄧琦林;;艦船關(guān)鍵零件的激光熔覆修復(fù)[A];第13屆全國特種加工學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

7 王明娣;劉秀波;郭開波;宋成法;傅戈雁;石世宏;;激光熔覆成形件的應(yīng)力分析與裂紋控制[A];第14屆全國特種加工學(xué)術(shù)會議論文集[C];2011年

8 王永峰;田欣利;薛春芳;;送粉式激光熔覆能量利用率的分析模型[A];第十屆全國特種加工學(xué)術(shù)會議論文集[C];2003年

9 黃延祿;楊永強;;雙方程邊界耦合法激光熔覆傳質(zhì)過程數(shù)值模擬[A];中西南十省區(qū)（市）焊接學(xué)會聯(lián)合會第九屆年會論文集[C];2006年

10 劉繼常;;激光熔覆工藝理論與試驗研究[A];第15屆全國特種加工學(xué)術(shù)會議論文集（下）[C];2013年

相關(guān)重要報紙文章 前4條

1 翟揚;激光熔覆硼、鈦材料市場海闊天空[N];中國有色金屬報;2003年

2 湯兆宏;激光熔覆專利技術(shù)修復(fù)綏中電廠80萬千瓦汽輪機圍帶鉚釘損傷[N];中國電力報;2008年

3 記者 趙靜;激光熔覆術(shù)成功再造煤礦機械[N];中國煤炭報;2013年

4 本報記者 湯兆宏;成功修復(fù)寶鋼自備電廠35萬千瓦汽輪機缸體[N];中國電力報;2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 熊征;激光熔覆強化和修復(fù)薄壁型零部件關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)研究[D];華中科技大學(xué);2009年

2 黃鳳曉;激光熔覆和熔覆成形鎳基合金的組織與性能研究[D];吉林大學(xué);2011年

3 張慶茂;送粉激光熔覆應(yīng)用基礎(chǔ)理論的研究[D];中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所;2000年

4 張三川;送粉激光熔覆陶瓷摻雜復(fù)合涂層技術(shù)及涂層成形機理研究[D];鄭州大學(xué);2002年

5 李明喜;鈷基合金及其納米復(fù)合材料激光熔覆涂層研究[D];東南大學(xué);2004年

6 鄭敏;鈦合金表面激光熔覆制備生物陶瓷涂層及其生物活性研究[D];蘭州理工大學(xué);2008年

7 王明娣;基于光內(nèi)送粉的激光熔覆快速制造機理與工藝研究[D];南京航空航天大學(xué);2008年

8 李嘉寧;鈦合金激光熔覆Ti-Al/陶瓷復(fù)合涂層組織結(jié)構(gòu)與耐磨性的研究[D];山東大學(xué);2012年

9 宮新勇;激光熔覆沉積修復(fù)TC11鈦合金葉片的基礎(chǔ)問題研究[D];北京有色金屬研究總院;2014年

10 張堯成;激光熔覆INCONEL 718合金涂層的成分偏聚與強化機理研究[D];上海交通大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 于濤;鋁青銅表面激光熔覆鎳基合金溫度場的數(shù)值模擬[D];蘭州理工大學(xué);2009年

2 孫寬;激光熔覆修復(fù)技術(shù)的研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2006年

3 劉常樂;載氣式激光熔覆送粉器的研制[D];天津工業(yè)大學(xué);2003年

4 徐大鵬;基于激光熔覆的金屬零件快速制造工藝研究[D];江蘇大學(xué);2006年

5 高愛兵;送粉式激光熔覆溫度場的有限元模擬[D];浙江工業(yè)大學(xué);2010年

6 郝明仲;激光熔覆工藝參數(shù)優(yōu)化及其自適應(yīng)有限元分析[D];大連理工大學(xué);2012年

7 賀敬地;自動流量平衡閥端帽的激光熔覆工藝與裝置研究[D];青島理工大學(xué);2011年

8 李媛媛;同軸送粉式激光熔覆氣體—粉末流對熔池形貌的影響研究[D];湖南大學(xué);2012年

9 張英余;2Cr13不銹鋼軸套激光熔覆制造技術(shù)與工藝研究[D];中北大學(xué);2013年

10 李大生;激光熔覆金屬層晶粒形成模型及其試驗研究[D];湖南大學(xué);2008年

，

本文編號：2307272