郭火明
,
王文健
,
刘腾飞
,
郭俊
,
刘启跃
材料热处理学报
利用滚动磨损试验机研究了激光相变硬化处理前后轮轨钢试样的磨损与损伤性能.结果表明:激光相变硬化处理主要得到马氏体组织,显著提高轮轨试样的表面硬度,钢轨试样和车轮试样分别提高43.06％、44.39％;轮轨试样经激光相变硬化处理后滚动摩擦系数与未处理试样相差不大,单一处理轮轨试样摩擦系数有所增大;轮轨试样经激光相变硬化处理能明显提高轮轨试样表面抗磨损和变形能力,车轮试样磨损率减少约44.02％,钢轨试样减少约13.6％,单一处理轮轨试样虽能降低处理试样的磨损,但显著加剧对摩副的磨损;激光相变硬化处理后,钢轨试样表现为轻微疲劳磨损,车轮试样则是粘着磨损与疲劳磨损共存,以疲劳磨损为主;重载工况下轮轨钢试样均激光相变硬化处理能有效改善材料抗磨损和损伤能力.
关键词:
轮轨
,
激光相变硬化
,
磨损率
,
损伤
郭火明
,
王文健
,
郭俊
,
刘启跃
材料科学与工艺
doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20150112
为提高轮轨材料的耐磨性降低轮轨磨损，利用CO2多模激光器在轮轨试样表面获得Co基合金熔覆层，测试分析了其组织结构性能和显微硬度，利用MMS－2A微机控制摩擦磨损试验机对比研究了激光熔覆处理与未处理轮轨试样的抗磨损性能．结果表明：激光熔覆处理后在轮轨试样表面获得与基体良好结合厚度约1 mm的熔覆层；熔覆层主要由枝晶（γ－Co）和共晶组织（ Cr23 C6＋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，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基合金后轮轨试样硬度分别提高约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．
关键词:
激光熔覆
,
轮轨
,
组织
,
Co基合金
,
磨损率
王文健
,
刘吉华
,
郭俊
,
刘启跃
材料科学与工艺
利用MMS-2A型微机控制摩擦磨损试验机研究了激光表面淬火对重载轮轨磨损与损伤性能的影响,分析了激光淬火对重载轮轨表面损伤的作用机理.结果表明：激光淬火处理后轮轨试样存在一定厚度的淬火处理层,其组织主要为均匀致密的马氏体层;激光淬火可明显提高车轮和钢轨试样的表面硬度,其硬度分别增加35.7%、33.5%;激光淬火基本不改变轮轨试样的滚动摩擦系数;激光淬火可增强轮轨试样的耐磨性,相比淬火前车轮和钢轨试样磨损量分别降低62.9%和66.0%;未处理轮轨试样表面损伤主要表现为明显的剥落损伤,激光淬火后轮轨表面损伤相对轻微,主要表现为小麻点式剥落损伤,重载工况下激光淬火处理使轮轨试样具有较好的抗表面损伤能力.
关键词:
重载铁路
,
轮轨
,
磨损
,
硬度
,
激光淬火
付志凯
,
王文健
,
丁昊昊
,
张勇强
,
刘启跃
,
朱旻昊
材料热处理学报
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.
关键词:
激光熔覆
,
轮轨
,
微观组织
,
铁基合金
,
磨损率
郭静
,
王文健
,
刘启跃
,
周仲荣
机械工程材料
在MMS-2A型滚动摩擦试验机上研究了干态、水态和水砂态三种工况下轮轨材料间的摩擦磨损行为,分析了轮轨试样表面的损伤情况.结果表明:相比于干态,水会使轮轨材料间的摩擦因数、磨损量明显下降；水介质中撒砂可增加轮轨材料间的滚动摩擦因数和磨损量,且加重了轮轨表面的损伤,水砂态试验中的干摩擦会使摩擦因数恢复到干态下的正常水平；随水态、干态到水砂态工况的变化,车轮试样表面从粗糙凸起并伴有轻微剥落向严重剥落损伤转变,钢轨材料的表面损伤主要表现为片层状剥离并伴有剥落现象,但较车轮材料的剥落损伤程度轻.
关键词:
轮轨
,
水
,
撒砂
,
摩擦因数
,
磨损量
郭火明
,
王文健
,
刘吉华
,
张勇强
,
郭俊
,
刘启跃
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.09.007
利用CO2多模激光器在车轮试样表面获得Co基合金熔覆层，通过 MMS-2 A 微机控制摩擦磨损试验机对比研究了不同轴重下轮轨试样的磨损性能与损伤机理.结果表明，车轮试样激光熔覆处理后熔覆层组织明显细化，表面硬度明显提高，约为基体的1．5倍.轮轨试样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，轮轨试样磨损量呈线性增长趋势；随轴重增加，轮轨试样表面损伤越严重，相同条件下，车轮试样损伤比钢轨轻微，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，轮轨试样主要为严重疲劳损伤，氧化磨损较为轻微.
关键词:
激光熔覆
,
轮轨
,
Co基合金
,
磨损
,
损伤机理
周琰
,
彭金方
,
赵磊
,
王文健
,
李炜
,
金学松
,
朱旻昊
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.02.012
在MMS-2A滚滑试验机上采用法向载荷120N(模拟轴重16t),转速500r/min,研究京沪高速铁路用钢轨U71MnK和车轮ER8配副在不同滑滚比下的材料损伤行为.利用SEM,EDX对不同滑滚比下的磨痕及剖面形貌和磨损表面元素进行分析.结果表明:不同滑滚比下摩擦因数变化趋势反映材料损伤的过程;轮轨材料的硬化程度随滑滚比增加而增加;不同滑滚比条件下的损伤机制不同:在近似滚动条件下,轮轨材料损伤较轻,主要为氧化磨损和局部剥落.随着滑滚比增加,轮轨材料损伤逐渐发展为疲劳磨损为主,并伴随氧化磨损和磨粒磨损,且磨粒磨损程度随滑滚比的增加而增加.
关键词:
滑滚比
,
轮轨
,
材料损伤
,
磨损
