层流等离子体点状淬火面积比对轮轨材料磨损性能的影响

作者：冯宗立; 张青松; 戴光泽^*; 李秋泽

来源：表面技术, 2021, 50(09): 244-260.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2021.09.025

• 层流等离子体
• 点状淬火
• 滚动磨损
• 轮轨材料
• 表面损伤
• 塑性变形

目的运用层流等离子体点状淬火工艺,提高轮轨材料的耐磨性,并探究最佳的表面处理面积比率。方法采用层流等离子体点状淬火方式,对高速轮轨材料进行表面处理,利用MJP-30型滚动接触磨损试验机,对4组不同点状淬火面积比(0%、15%、30%、45%)的轮轨试样进行滚动接触磨损试验,利用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、硬度计等对轮轨试样进行磨损形貌表征和耐磨性分析。结果层流等离子体点状淬火可获得板条状马氏体组织,轮轨材料表面硬度提升200%以上,磨损率降低80%以上。当面积比为30%时,轮轨材料的磨损率最小,相比于未处理试样,总磨损率下降约89.2%,车轮的磨损率降低约89.6%,钢轨降低约88.7%。对磨损试验后的轮轨试样进行表面损伤分析和截面显微组织观察,结果表明,点状淬火试样表面损伤显著减轻,剥离和裂纹主要集中在淬火过渡区域,淬火区域可以显著抑制材料的塑性变形,淬火区和基体结合层可抵抗裂纹的进一步扩展。当面积比为30%时,轮轨试样的耐磨性能最佳。结论层流等离子体点状淬火可有效提高轮轨材料的耐磨性,最佳的淬火面积比为30%左右。

• 单位
  中车长春轨道客车股份有限公司; 西南交通大学