激光淬火與熔覆對重載輪軌材料磨損與損傷性能影響.pdf

1、重載運輸由于其大軸重、高密度的運作方式，大大提高了貨物運輸能力，正受到世界各國前所未有的重視。自從我國重載貨運發(fā)展以來，輪軌磨耗一直倍受關(guān)注，尤其是升級改造后的重載線路上大軸重機車的使用，使得降低輪軌磨耗與損傷成為亟待解決的技術(shù)難題。激光表面處理技術(shù)的發(fā)展，越來越受到輪軌研究學(xué)者的關(guān)注，對輪軌材料表面進行改性處理，提高輪軌表面材料的耐磨性能將有利于延長重載鐵路輪軌的使用壽命。
　　論文首先對大秦重載線路進行現(xiàn)場調(diào)查并采集損傷鋼軌樣

2、本，通過對損傷樣本的宏觀和微觀測試分析，研究了重載鐵路損傷機理;利用CO2多模激光器在輪軌材料表面進行激光淬火與激光熔覆改性處理，獲得功能層并對其進行組織、硬度、物相等顯微分析。利用MMS-2A滾動摩擦磨損試驗機研究了改性處理后重載輪軌材料的磨損與損傷性能，分析了軸重對輪軌材料抗磨損性能的影響;利用顯微硬度儀、掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀等微觀測試設(shè)備，詳細分析了激光表面處理前后重載輪軌材料的微觀組織結(jié)構(gòu)變化、磨損性能和表面損傷形貌。所

3、得出的主要結(jié)論如下:
　　(1)重載鐵路線鋼軌磨損和表面損傷嚴(yán)重，主要表現(xiàn)為嚴(yán)重的剝離掉塊和側(cè)面磨損，相對而言軌距角處磨耗最嚴(yán)重，裂紋密集，主要表現(xiàn)為殘余壓應(yīng)力，塑性變形嚴(yán)重;損傷行為主要為側(cè)磨和表面剝離損傷。
　　(2)激光淬火處理能顯著提高輪軌表面材料的硬度;輪軌試樣均處理后，減磨效果明顯，表面損傷程度也降低，鋼軌試樣磨損率降低44.02％，而車輪試樣降低13.6％;單一處理雖能降低處理重載輪軌材料磨損卻加劇了對摩副磨損

4、。激光表面淬火處理后輪軌試樣抵抗塑性變形能力增強，損傷較為輕微;處理后鋼軌試樣磨損機制主要表現(xiàn)為疲勞磨損，車輪試樣則表現(xiàn)為疲勞磨損和粘著磨損共存，以疲勞磨損為主。
　　(3)激光熔覆處理可獲得與基體冶金結(jié)合的優(yōu)質(zhì)激光熔覆層，熔覆層組成相主要為枝晶（γ-Co）和共晶(Cr23C6)，熔覆處理后硬度大幅度提高，且有效降低了輪軌對摩副的磨損;均熔覆處理減磨效果最佳，輪軌試樣磨損率分別降低78.18％和80.43％，且表面損傷輕微;輪軌試