EA4T车轴钢激光熔覆Mo基涂层研究

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1、国内图书分类号：TG174密级：公开西南交通大学研究生学位论文EA4T车轴钢激光熔覆Mo基涂层研究年级2015级姓名华俊伟申请学位级别工学硕士专业材料科学与工程指导老师余敏副教授二零一八年五月ClassifiedIndex:TG174SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisStudyonlasercladdingMobasedcoatingforEA4TaxlesteelGrade:2015Candidate:HuaJunweiAcademicDegreeApplie

2、dfor:MasterDegreeSpeciality:MaterialsScienceandEngineeringSupervisor:YuMinMay,2018西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要高速列车的车轴作为十分重要的构件不仅承受动载荷，还承受着机车车身重量。车轴在工作过程中会因为疲劳、弯曲、扭转或拉伸而发生断裂。利用激光熔覆技术在车轴轴颈部位制备一层钼基熔覆层，可基本消除微动磨损的产生，改善车轴的耐磨损性能。本文通过激光熔覆技术在EA4T钢表面制备Mo基合金涂层，提高材料表面硬度和磨损性能。研究不同工

3、艺参数对熔覆层形貌和硬度的影响，分析不同Mo含量对涂层微型剪切、摩擦磨损性能的影响。单道熔覆层表面凹凸不平，有部分氧化迹象。对单道熔覆层的截面形貌参数进行提取，得出熔覆工艺参数对熔覆层形貌的影响规律。随着激光功率的增加，熔覆层平均硬度升高。正交试验得出各因素对激光熔覆层综合性能的影响程度，结合实际情况，得到最佳工艺参数。分别制备添加Mo粉末质量分数为0%、10%、30%、50%、70%的多道熔覆层，当添加Mo达到70%时，熔覆层出现网状裂纹。熔覆层熔合线处的晶粒是细小的平面晶，熔覆层组织由细小的胞晶和枝晶组成。搭接区

4、的晶粒取向没有规则。热影响区是板条马氏体组织。添加0%Mo的熔覆层硬度最高，添加30%Mo熔覆层的硬度最低，添加50%和70%Mo的熔覆层硬度相当。熔覆层不添加Mo，有较高的剪切强度和良好的韧塑性。添加少量Mo，韧塑性急剧降低。Mo过量，强度降低，塑性提高到一定程度达到平衡，韧性有所提高。随着Mo含量的增加，涂层的摩擦系数得到降低。基体及五种熔覆层做完第一次摩擦磨损试验后表面状况发生了很大的变化，硬度和粗糙度急剧增加。基体和五种涂层都有粘着磨损迹象，伴随着其他磨损形式。在添加70%涂层的磨屑中发现有多种自润滑材料降低

5、了涂层的摩擦系数。关键字：车轴，激光熔覆，Mo涂层，组织结构，微型剪切，摩擦磨损西南交通大学硕士研究生学位论文第II页AbstractAsaveryimportantcomponent,theaxleofhigh-speedtrainnotonlybearsdynamicload,butalsobearstheweightoflocomotivebody.Theaxlewillbebrokenduetofatigue,bend,twist,orstretchduringtheworkingprocess.Themol

6、ybdenumbasecladdinglayercanbepreparedontheaxleusinglasercladding,whichcanbasicallyeliminatetheproductionofmicrovibrationabrasionandimprovethewearresistanceofaxle.Inthispaper,theMobasedalloycoatingwaspreparedonthesurfaceofEA4Tsteelbylasercladdingtoimprovethesurf

7、acehardnessandwearresistanceofthematerial.Theeffectsofdifferentparametersonthemorphologyandhardnessofthecladdinglayerwerestudied,andtheinfluencesofdifferentMocontentonthemicroshearandtribologicalpropertiesofthecoatingwereanalyzed.Thesurfaceofthesinglecladdingla

8、yerwasunevenandpartlyoxidized.Theinfluenceofcladdingprocessparametersonthemorphologyofcladdinglayerwasobtainedbyextractingthesectionmorphologyparametersofsinglecladdinglayer