激光熔覆铁基合金对轮轨材料磨损与损伤性能的影响

材料热处理学报, 2015, 36(8): 217-222.

激光熔覆铁基合金对轮轨材料磨损与损伤性能的影响

付志凯 ^1, , 王文健 ^2, , 丁昊昊 ^3, , 张勇强 ^4, , 刘启跃 ^5, , 朱旻昊 ^6,

1.西南交通大学牵引动力国家重点实验室摩擦学研究所,四川成都,610031

2.西南交通大学牵引动力国家重点实验室摩擦学研究所,四川成都,610031

3.西南交通大学牵引动力国家重点实验室摩擦学研究所,四川成都,610031

4.成都时代瑞通科技有限公司,四川成都,610300

5.西南交通大学牵引动力国家重点实验室摩擦学研究所,四川成都,610031

6.西南交通大学牵引动力国家重点实验室摩擦学研究所,四川成都,610031

基金项目: 国家自然科学基金项目(51174282) 四川省科技支撑计划项目(2014GZ0009-6):教育部创新团队科学基金项目(IRT1178)

关键词：激光熔覆 , 轮轨 , 微观组织 , 铁基合金 , 磨损率

Effect of laser cladding Fe-based alloy on wear performance of wheel and rail steels

Keywords： laser cladding , wheel/rail , microstructure , Fe-based alloy , wear rate

利用CO2多模激光器在轮轨材料表面进行激光熔覆,分析了铁基合金熔覆层的微观组织结构与显微硬度,利用MMS-2A微机控制摩擦磨损试验机研究了激光熔覆处理前后轮轨试件的滚动磨损与损伤性能.结果表明:轮轨试件熔覆处理后,熔覆层主要由共晶组织和枝晶组织组成;受凝固条件影响结合区附近主要为较为粗大的晶体组织,中部至表层出现胞状晶和树枝晶;激光熔覆组织中的Fe与Ni元素形成(Fe,Ni)固溶体,Cr容易与C结合形成硬度较高的碳化物.轮轨材料激光熔覆处理后表面硬度分别提高约122.6％和141.6％,未处理轮轨试件磨损率较高,出现了明显的塑性流变变形且存在明显的疲劳裂纹,磨损机制主要为疲劳磨损;轮轨试件激光熔覆处理明显降低了磨损率,磨损机制主要为轻微疲劳磨损.

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