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作者：毛鑫豪;
单位：安徽工业大学材料科学与工程学院;
摘要：随着客运铁路运输朝着高速化的方向发展，轮轨之间剧烈的磨损会严重制约列车运行的安全性，因此需要提高钢轨材料的表面耐磨性能。基于此，采用表面机械研磨处理(Surface mechanical attrition treatment, SMAT)技术对U71Mn钢轨材料表面进行改性处理，利用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪和微米划痕仪等表征了其表层异质梯度结构(HGS)的组织演变、力学性能和耐磨性。结果表明：经过表面改性处理后，U71Mn钢轨材料表层形成了约130μm厚的异质梯度结构；越靠近表层，材料的变形程度越大，珠光体内的片状渗碳体发生断裂和溶解，呈短条形或颗粒状，铁素体被挤压成细长的塑性流线，并出现亚晶粒。随着距离表面深度的增加，变形程度减弱，渗碳体片层不规则弯曲起皱，部分渗碳体碎裂。SMAT技术可以大幅提高U71Mn钢轨材料的耐磨性能，其磨损率较原始材料下降了89%。越靠近表面，U71Mn钢轨材料的硬度和断裂韧性越高，相较于基体分别提高了34.6%和30.5%。SMAT后钢轨材料的晶粒出现细化，位错大量增殖，因此具有异质梯度结构的U71Mn钢轨材料力学性能及耐磨性提高的主要原因是细晶强化和位错强化。
关键词：异质结构;;轮轨材料;;耐磨性;;组织演变;;位错强化
基金资助：国家级大学生创新创业训练计划(202310360016)
