超声振动对EA4T钢激光熔覆质量和性能的影响
2019-05-21陈文静
材料工程 2019年5期
陈 林,陈文静,黄 强,熊 中
(1 西华大学 材料科学与工程学院,成都 610039;2 重庆川仪十七厂有限公司,重庆 400700)
EA4T钢是一种综合力学性能良好的低合金钢,是铁路机车车辆空心轴用钢[1-2]。随着机车向高速、轻量及高装载方向发展,机车车轴性能的优劣将决定机车运行安全的提升。机车在运行过程中,轮轴压装部位存在微动疲劳损伤及微动磨损,在长期的交变载荷作用下就可能影响轮毂压配合处的临界车轴位置的尺寸精度,甚至引起车轴的疲劳断裂[3-4]。
激光熔覆作为一种可持续再制造技术[5],是一项新兴的材料表面改性和修复技术,与其他改性和修复技术相比,它具有良好的冶金结合、热影响区小、稀释率低、熔覆表面可精确控制等特点[6-8],在维修和冶金行业,尤其是对大型曲轴、轧辊、模具等表面进行局部强化和修复具有广阔的应用前景[9-12]。然而,在实际生产过程中,激光熔覆是一个快速熔化、凝固的过程,激光熔覆质量(如熔覆尺寸、熔覆缺陷、熔覆成分不均等)难以得到控制。目前,热处理和添加合金元素是改善熔覆质量、提高熔覆性能的常用手段[13-14],前者在改善零件内部质量方面有显著的效果,但不利于大型零部件的局部修复、强化,并在一定程度上改变了基体的组织性能;后者对改善熔覆组织性能比较突出,但其加入的合金元素或所形成的产物易向晶界偏聚,降低了所需性能,同时粉末重复利用率较低。超声振动作为一种高频机械振动[15],它对控制缺陷、细化晶粒及均匀组织成分等具有显著作用,被广泛地应用于金属铸造、焊接等传统领域[16-17],但在辅助激光熔覆技术方面的运用甚少。……
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