道岔钢轨用WC/贝氏体钢功能梯度材料组织与性能研究
发布时间：2021-04-09 08:54
在铁路运输重载化、高速化的发展趋势下,载运工具对铁路道岔的挤压、冲击越发严重,道岔关键轨件易出现磨损、断裂等损伤而过早失效。应用功能梯度理念,制备适用于道岔关键轨件的高耐磨、抗冲击功能梯度材料,具有重要研究意义。本文采用“预热+激光沉积+在线等温淬火”工艺制备了贝氏体钢基体材料、WC/贝氏体钢复合材料,并利用光学显微镜（OM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）,研究了激光沉积方式对贝氏体钢微观组织的影响、WC含量对复合材料微观组织的影响;通过维氏硬度测试、磨损性能测试、冲击韧性测试,研究了激光沉积方式对贝氏体钢力学性能的影响、WC含量对复合材料力学性能的影响。根据上述实验结果,合理地设计了功能梯度材料的成分,并采用不同的热处理工艺对制备的功能梯度材料进行等温淬火处理,研究了等温淬火工艺对功能梯度材料组织及性能的影响,优化了热处理工艺。主要得出以下结论:（1）激光单层沉积制备贝氏体钢时,激光作用时间短,材料的贝氏体相变主要在后续等温淬火过程中发生,从而生成下贝氏体组织,材料的平均硬度（430HV0.2）较高,耐磨损性能是基板的2.2倍;激光多层沉积制备贝...
【文章来源】：华东交通大学江西省
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
主要符号说明
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 道岔钢轨材料
1.2.1 道岔钢轨材料的发展
1.2.2 道岔钢轨材料的选用
1.2.3 新型道岔钢轨材料—功能梯度材料
1.3 功能梯度材料
1.3.1 功能梯度材料简介
1.3.2 功能梯度材料研究现状
1.3.3 功能梯度材料制备方法
1.4 本文的研究意义和主要内容
1.4.1 研究意义
1.4.2 主要内容
第二章 实验材料及方法
2.1 实验材料
2.1.1 基板材料
2.1.2 沉积材料
2.2 实验方法
2.2.1 实验材料预处理
2.2.2 材料制备
2.2.3 组织形貌研究
2.2.4 力学性能研究
2.3 本章小结
第三章 基体贝氏体钢的组织与性能
3.1 贝氏体钢的组织形貌
3.1.1 贝氏体钢的宏观形貌
3.1.2 贝氏体钢的金相形貌
3.1.3 贝氏体钢的物相组成
3.1.4 贝氏体钢的微观组织
3.1.5 贝氏体钢的微区成分
3.2 贝氏体钢的力学性能
3.2.1 贝氏体钢的维氏硬度
3.2.2 贝氏体钢的磨损性能
3.2.3 贝氏体钢的冲击韧性
3.3 本章小结
第四章 WC/贝氏体钢复合材料的组织与性能
4.1 WC/贝氏体钢复合材料的组织形貌
4.1.1 WC对复合材料宏观形貌的影响
4.1.2 WC对复合材料金相形貌的影响
4.1.3 WC对复合材料物相组成的影响
4.1.4 WC对复合材料微观组织的影响
4.1.5 WC对复合材料微区成分的影响
4.2 WC/贝氏体钢复合材料的力学性能
4.2.1 WC对复合材料维氏硬度的影响
4.2.2 WC对复合材料磨损性能的影响
4.2.3 WC对复合材料冲击韧性的影响
4.3 本章小结
第五章 WC/贝氏体钢功能梯度材料的组织与性能
5.1 WC/贝氏体钢功能梯度材料的组织形貌
5.1.1 等温温度对功能梯度材料组织形貌的影响
5.1.2 等温时间对功能梯度材料组织形貌的影响
5.2 WC/贝氏体钢功能梯度材料的力学性能
5.2.1 等温温度对功能梯度材料力学性能的影响
5.2.2 等温时间对功能梯度材料力学性能的影响
5.3 本章小结
第六章 总结
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
个人简历在读期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢铁基复合材料的研究现状及发展前景[J]. 秦偲杰,张朝晖,刘世锋,李安. 钢铁研究学报. 2017(11)
[2]合金元素及等温淬火工艺对超细贝氏体钢组织的影响[J]. 齐亮,郝齐齐,杨东彪,冯兴宇,谢建明. 金属热处理. 2017(08)
[3]高速铁路道岔钢轨材质及强度等级选用研究[J]. 周清跃,张银花,刘丰收,陈朝阳. 中国铁路. 2017(08)
[4]贝氏体相变的形核与长大——贝氏体相变新机制（二）[J]. 刘宗昌,计云萍,任慧平. 热处理技术与装备. 2017(03)
[5]贝氏体相变的形核与长大——贝氏体相变新机制（一）[J]. 刘宗昌,计云萍,任慧平. 热处理技术与装备. 2017(02)
[6]高速铁路:机遇与挑战[J]. Michel Leboeuf. Engineering. 2016(04)
[7]梯度结构金属材料研究进展[J]. 李毅. 中国材料进展. 2016(09)
[8]SiCp/Al功能梯度复合材料冲击韧性的研究[J]. 董妍. 机械工程师. 2016(06)
[9]金属材料中梯度结构的研究进展[J]. 张淇萱,杨新诚,李才巨. 热加工工艺. 2016(02)
[10]功能梯度材料技术在道岔翼轨上的应用[J]. 宁洪. 中小企业管理与科技(中旬刊). 2015(08)
博士论文
[1]WC颗粒增强钢基复合材料的组织及性能研究[D]. 张宁.中国矿业大学 2015
[2]纳米结构双相钢中残留奥氏体微结构调控及其对力学性能的影响[D]. 胡锋.武汉科技大学 2014
[3]高硅贝氏体钢组织与性能及V微合金化影响的研究[D]. 苗隽.东北大学 2012
[4]CO2激光熔覆直接制造Ni/TiC梯度功能材料研究[D]. 王耀民.吉林大学 2008
硕士论文
[1]无碳化物贝氏体钢的显微组织、力学性能和疲劳裂纹扩展行为[D]. 冯莹.燕山大学 2013
[2]激光熔覆纳米贝氏体涂层的组织与性能研究[D]. 袁琳.上海交通大学 2011
[3]激光熔覆碳化钨颗粒增强镍基合金梯度涂层的研究[D]. 戎磊.上海交通大学 2011
本文编号：3127326
【文章来源】：华东交通大学江西省
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
主要符号说明
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 道岔钢轨材料
1.2.1 道岔钢轨材料的发展
1.2.2 道岔钢轨材料的选用
1.2.3 新型道岔钢轨材料—功能梯度材料
1.3 功能梯度材料
1.3.1 功能梯度材料简介
1.3.2 功能梯度材料研究现状
1.3.3 功能梯度材料制备方法
1.4 本文的研究意义和主要内容
1.4.1 研究意义
1.4.2 主要内容
第二章 实验材料及方法
2.1 实验材料
2.1.1 基板材料
2.1.2 沉积材料
2.2 实验方法
2.2.1 实验材料预处理
2.2.2 材料制备
2.2.3 组织形貌研究
2.2.4 力学性能研究
2.3 本章小结
第三章 基体贝氏体钢的组织与性能
3.1 贝氏体钢的组织形貌
3.1.1 贝氏体钢的宏观形貌
3.1.2 贝氏体钢的金相形貌
3.1.3 贝氏体钢的物相组成
3.1.4 贝氏体钢的微观组织
3.1.5 贝氏体钢的微区成分
3.2 贝氏体钢的力学性能
3.2.1 贝氏体钢的维氏硬度
3.2.2 贝氏体钢的磨损性能
3.2.3 贝氏体钢的冲击韧性
3.3 本章小结
第四章 WC/贝氏体钢复合材料的组织与性能
4.1 WC/贝氏体钢复合材料的组织形貌
4.1.1 WC对复合材料宏观形貌的影响
4.1.2 WC对复合材料金相形貌的影响
4.1.3 WC对复合材料物相组成的影响
4.1.4 WC对复合材料微观组织的影响
4.1.5 WC对复合材料微区成分的影响
4.2 WC/贝氏体钢复合材料的力学性能
4.2.1 WC对复合材料维氏硬度的影响
4.2.2 WC对复合材料磨损性能的影响
4.2.3 WC对复合材料冲击韧性的影响
4.3 本章小结
第五章 WC/贝氏体钢功能梯度材料的组织与性能
5.1 WC/贝氏体钢功能梯度材料的组织形貌
5.1.1 等温温度对功能梯度材料组织形貌的影响
5.1.2 等温时间对功能梯度材料组织形貌的影响
5.2 WC/贝氏体钢功能梯度材料的力学性能
5.2.1 等温温度对功能梯度材料力学性能的影响
5.2.2 等温时间对功能梯度材料力学性能的影响
5.3 本章小结
第六章 总结
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
个人简历在读期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢铁基复合材料的研究现状及发展前景[J]. 秦偲杰,张朝晖,刘世锋,李安. 钢铁研究学报. 2017(11)
[2]合金元素及等温淬火工艺对超细贝氏体钢组织的影响[J]. 齐亮,郝齐齐,杨东彪,冯兴宇,谢建明. 金属热处理. 2017(08)
[3]高速铁路道岔钢轨材质及强度等级选用研究[J]. 周清跃,张银花,刘丰收,陈朝阳. 中国铁路. 2017(08)
[4]贝氏体相变的形核与长大——贝氏体相变新机制（二）[J]. 刘宗昌,计云萍,任慧平. 热处理技术与装备. 2017(03)
[5]贝氏体相变的形核与长大——贝氏体相变新机制（一）[J]. 刘宗昌,计云萍,任慧平. 热处理技术与装备. 2017(02)
[6]高速铁路:机遇与挑战[J]. Michel Leboeuf. Engineering. 2016(04)
[7]梯度结构金属材料研究进展[J]. 李毅. 中国材料进展. 2016(09)
[8]SiCp/Al功能梯度复合材料冲击韧性的研究[J]. 董妍. 机械工程师. 2016(06)
[9]金属材料中梯度结构的研究进展[J]. 张淇萱,杨新诚,李才巨. 热加工工艺. 2016(02)
[10]功能梯度材料技术在道岔翼轨上的应用[J]. 宁洪. 中小企业管理与科技(中旬刊). 2015(08)
博士论文
[1]WC颗粒增强钢基复合材料的组织及性能研究[D]. 张宁.中国矿业大学 2015
[2]纳米结构双相钢中残留奥氏体微结构调控及其对力学性能的影响[D]. 胡锋.武汉科技大学 2014
[3]高硅贝氏体钢组织与性能及V微合金化影响的研究[D]. 苗隽.东北大学 2012
[4]CO2激光熔覆直接制造Ni/TiC梯度功能材料研究[D]. 王耀民.吉林大学 2008
硕士论文
[1]无碳化物贝氏体钢的显微组织、力学性能和疲劳裂纹扩展行为[D]. 冯莹.燕山大学 2013
[2]激光熔覆纳米贝氏体涂层的组织与性能研究[D]. 袁琳.上海交通大学 2011
[3]激光熔覆碳化钨颗粒增强镍基合金梯度涂层的研究[D]. 戎磊.上海交通大学 2011
本文编号：3127326
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3127326.html
