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作者：周慧鹏;
单位：中国铁建高新装备股份有限公司;
摘要：利用激光熔覆技术在24CrNiMo钢基板上制备了Stellite 21钴基合金涂层，旨在通过优化涂层性能有效提升制动盘在高温高负荷下的耐磨与抗热疲劳性能，解决其因表面失效导致的寿命不足问题。重点研究了涂层在不同工艺参数下的微观组织、硬度、摩擦磨损、热疲劳等性能。研究发现，涂层主要由柱状晶、树枝晶、胞状晶等组成，激光功率和扫描速度对涂层的组织结构影响不大。通过优化激光熔覆工艺，确定了最佳工艺参数为激光功率4 400 W、扫描速度22 mm/s、送粉速率25 g/min。在此参数下获得的涂层综合性能最优，具有较优的硬度、耐磨性和热疲劳性能。其中涂层的显微硬度在400～500 HV_(0.2)，随着激光功率增加涂层硬度略有下降，且扫描速度对硬度的影响较小。摩擦磨损测试结果表明，随着激光功率和扫描速度的增加，涂层磨损量先下降后上升，最佳耐磨性出现在4 400 W和22 mm/s的工艺条件下。热疲劳测试结果表明，在750℃高温下，Stellite 21涂层在不同激光功率和扫描速度下均表现出良好的热疲劳性能，且低激光功率下的裂纹扩展速率较大。采用优化的激光熔覆工艺制备的Stellite 21涂层具有优异的耐磨性和热疲劳性能，可显著提升基材在高温高负荷环境下的服役可靠性和使用寿命。
关键词：高速铁路;;Stellite 21钴基合金涂层;;激光熔覆工艺;;显微组织;;磨损性能;;热疲劳性能
基金资助：中国国家铁路集团有限公司开发计划[N2023G029(JB)]
