文档介绍：目录
1绪论 1
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2试验方案 2
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3表面复合材料的冲击磨损性能 10
3. 1表面复合材料的冲击磨损性能 10
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4结论 21
5谢辞 23
参考文献 24
1绪论

铁路是国民经济的大动脉。与其它运输手段相比,铁路运输具有运量大、能耗低、污染轻、占地少、速度快、全天候、安全舒适等优点。高速重载是铁路运输发展的方向。然而,随着运行速度的提高与载重量的增加,车辆之间的纵向与横向冲击力呈平方关系大幅度提高,其结果不但造成车辆转向架、轮轨等走行部分损伤失效周期缩短,而且导致连接车辆的关键部件一车钩磨损的显著增加。国外发达国家由于铁路线路的平顺性较好,这一问题并不突出,而我国现有的铁路线路大部分是原有的按低速要求修建的,平顺性较差,车钩磨损的问题非常突出。
目前,我国高速车辆车钩材料仍沿用低速车辆的材质—低碳钢ZG230-450,该材料虽然具有足够的强度和韧性,但耐磨性较差。低速运行条件下,铁路部门一般规定每年进行一次段修,即将车钩钩体分解,对配件中发生磨损的部位,采用焊补办法,应用低碳钢焊条堆焊修复。这种修复仅能基本保证车钩配件的几何外形恢复原尺寸。列车提速后,由于磨损的加剧,新的车钩配件在很短时间内就发生严重磨损,段修修复的车钩磨损失效时间更短,因此这种单一整体材质的车钩耐磨性低的矛盾己日益突出。
车钩主要承受随机载荷谱的冲击应力及牵引力所引起的材质,不但要求它具有高的强度与韧性,而且要求具有高的磨损抗力。冲击引起的疲劳与过量的塑性变形是钩腔配件磨损失效的主要形式。因此在保证车钩整体强度与韧性的条件下,通过表面强化手段,提高钩腔配件易磨损面的局部强度和硬度,是提高车钩耐磨性能的有效手段。
在各种表面强化手段中,铸渗法能够使表面复合层与母体之间为冶金结合,具有非常高的结合强度,因此可以抵抗大的冲击载荷而不致产生表面强化层的剥离。因此,作为提高火车车钩使用寿命研究的基础,本课题对铸渗工艺以及用该工艺制备的表面复合材料的冲击磨损性能进行了研究,以便为该项技术在列车车钩配件上的应用奠定基础。

铸渗技术是利用浇注时金属液的凝固余热使铸件表面形成一层具有特殊组织和性能的复合层。这种方法主要用于生产耐磨、耐热、耐蚀件等,与其它非铸造方法的表面强化技术(如化学热处理、激光堆焊、等离子喷涂等)相比,它具有不需要专用设备、复合层厚、工艺简单、成本低廉等优点,近年来越来越受到材料工作者的重视。铸渗技术发展至今,己具有一定的理论水平和许多成功的生产应用范例。

铸渗法是将一定成分的合金粉末调成涂料或预制成块,涂刷(或放)在铸型的特定部位—需要提高表面性能的部位,通过浇注时金属液浸透涂料(或预制块)的毛细孔隙,使合金粉末熔解、融化,并与基体金属融合为一体,从而在铸件表面上形成一层具有特殊组织和性能的复合层(可达l0mm或更厚)。若合金粉剂中含有一定量的B, Cr, Mn等活性原子,则这些活性原子就会利用铸件凝固过程中的余热向母材扩散,形成铸渗层。
研究表明,渗层由包容层和扩散层两部分组成【1】: 包容层是浇注的金属液浸润到合金粉剂中使其熔化、烧结并发生特定的化学反应形成的;扩散层是合金粉剂分解后在基体内部扩散形成的。在渗层和基体之间有一个过渡层,过渡层和渗层之间还有一犬牙交错的结合层。需要指出的是,铸渗过程中合金粉末分解出的活性原子是直接渗入到基体金属中占据有利位置形成固溶体的,由于液体中扩散阻力小,所以扩散距离远,形成的渗层较厚。

铸渗技术是铸造技术与冶金强化技术的统一结合,在铸件凝固过程中一次完成合