激光熔覆Co基合金对轮轨材料磨损与损伤性能影响
更新时间：2019-05-21
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分类号：TG1;U26
会议名称：第十一届摩擦学大会
会议地点：兰州
召开年：2013
摘要：伴随着重载铁路运输的日益发展，货物运输能力得到了显著提高的同时，严重加剧了轮轨材料损伤，使得轮轨损伤成为重载铁路运输中亟待解决的关键技术难题.由于轮轨材料的损伤大多从表层开始，因此强化表层材料的性能对降低轮轨磨耗具有重要意义.在轮轨试样表面激光熔覆Co 基合金，分析了熔覆层的组织性能，并利用MMS-2A 微机控制滚动摩擦磨损试验机对其进行摩擦磨损模拟试验研究，同时分析了不同轴重下车轮熔覆处理对轮轨磨损损伤性能影响.研究结果表明：激光熔覆处理后在轮轨表面获得与基体良好结合厚度约1mm 的熔覆层；熔覆层主要由枝晶(γ-Co)和共晶组织(Cr23C6+γ-Co)构成，初生相为γ-Co过饱和固溶体，富含Cr 元素，共晶组织中富含Co 元素；结合区为粗大柱状晶，从中部到表层出现胞状晶、树枝晶等多种形态；离界面越远组织越细密，且组织生长方向紊乱；结合区存在元素扩散，尤其是Fe、Cr 和Co 含量变化显著；激光熔覆Co 基合金后轮轨硬度分别提高约52.98％和43.44％，能有效降低对摩副磨损，轮轨抗磨损能力提高约为原来的5 倍.单一熔覆车轮时，轮轨摩擦系数与磨损率随轴重增加而增大，车轮磨损率仅为钢轨的1/5-1/8；随时间增加，轮轨磨损量呈线性增长趋势；随轴重增加，轮轨表面损伤越严重，相同条件下，车轮损伤比钢轨轻微，轴重较小时，车轮熔覆层磨损主要为粘着磨损和氧化磨损，钢轨主要为疲劳磨损与氧化磨损.随轴重增加，轮轨主要为严重疲劳损伤，氧化磨损较为轻微.本试验研究结果可为重载运输轮轨维护与维修提供技术指导，但实际轮轨系统中，需要综合考虑轮轨磨损与损伤，使轮轨材料达到最佳匹配，以达到最佳的经济利益.
