ER9车轮材料激光熔覆层微观组织及性能研究 |
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引用本文: | 杨文斌,李仕宇,肖乾,杨春辉,陈道云,廖晓咏.ER9车轮材料激光熔覆层微观组织及性能研究[J].中国激光,2023(8):85-97. |
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作者姓名: | 杨文斌 李仕宇 肖乾 杨春辉 陈道云 廖晓咏 |
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作者单位: | 1. 华东交通大学轨道交通基础设施性能检测与保障国家重点实验室;2. 浙江师范大学城市轨道交通智能运维技术与装备重点实验室 |
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基金项目: | 江西省自然科学基金(20202BABL214028);;江西省教育厅科学技术研究项目青年项目(GJJ180344); |
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摘 要: | 为提高ER9车轮材料的表面强度和耐蚀耐磨性,延长车轮的服役寿命,本团队选择在激光熔覆中应用最广泛的铁基、镍基和钴基三种自熔性合金粉末为熔覆材料,在ER9车轮钢表面进行激光熔覆试验。通过相关试验评价熔覆层的微观组织、力学性能、摩擦磨损性能和耐蚀性。结果表明:车轮钢表面激光熔覆层的显微组织均为枝晶组织和共晶组织,且组织致密均匀,与基体实现了良好的冶金结合。熔覆层的硬度显著提升,镍基合金熔覆层具有良好的拉伸强度和冲击韧性,断口呈韧性断裂特征;钴基和铁基合金熔覆层的断裂方式为脆性断裂,力学性能差异不明显。相较于基体,熔覆层具有较低的摩擦因数、磨损率与更优的耐蚀性,其中钴基合金熔覆层的硬度较高(显微硬度相比基体提高了72.8%),耐磨性最优(摩擦因数为0.31,磨损量为4 mg和磨痕深度为10.70μm),耐蚀性最好(阻抗值比基体高2个数量级)。镍基熔覆层磨损面较为粗糙且磨损率较大,减磨效果不佳,硬度和强度较弱;尽管相比铁基涂层,钴基涂层的耐磨性和耐蚀性显示出了一定优势,但前者的工程成本较低,综合效果更好。
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关 键 词: | 激光技术 车轮材料 激光熔覆 合金粉末 微观组织 力学性能 耐磨性 耐蚀性 |
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