【摘 要】
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采用激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)3D打印技术一体化成形4Cr13马氏体不锈钢导向轴杆,研究了导向轴杆的结构优化、SLM成形工艺、力学性能及其强化机制,并进行了装车应用考核.结果表明:相比于原有结构设计,采用中空结构优化后的轴杆减重25％,且在同等工况下的最大应力减小82％,变形量减小16.5％.尤其是SLM技术,在熔池高冷却速率(105K/s)下产生的细晶强化、4Cr13合金板条马氏体强化相以及固溶处理产生的固溶强化,使得SLM成形4Cr13导向轴杆的表面硬度达到
【机 构】
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中车株洲电力机车有限公司 湖南株洲 412001;国家先进轨道交通装备创新中心 湖南株洲 412001;株洲国创轨道科技有限公司 湖南株洲 412001
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采用激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)3D打印技术一体化成形4Cr13马氏体不锈钢导向轴杆,研究了导向轴杆的结构优化、SLM成形工艺、力学性能及其强化机制,并进行了装车应用考核.结果表明:相比于原有结构设计,采用中空结构优化后的轴杆减重25％,且在同等工况下的最大应力减小82％,变形量减小16.5％.尤其是SLM技术,在熔池高冷却速率(105K/s)下产生的细晶强化、4Cr13合金板条马氏体强化相以及固溶处理产生的固溶强化,使得SLM成形4Cr13导向轴杆的表面硬度达到45HRC,最大抗拉强度达到1500～1800MPa.采用SLM技术一体化成形的4Cr13导向轴杆在广州地铁装车考核3万km,服役过程中没有出现磨损、锈蚀和弯曲等失效现象,零件的服役寿命大幅提升,达到了轨道交通车辆批量化工程应用条件.
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针对桩腿制造中存在的E Q51+E Q70异种钢横焊接头特点,分析了母材和焊接材料的焊接性,制定FCAW焊接工艺,通过冲击试验(-40℃)、硬度试验、弯曲试验等测试力学性能.试验结果表明:通过选用合适的焊接材料,制定合理的焊接参数,E Q51+E Q70异种钢焊接接头的各项力学性能可以满足设计和标准要求.
采用双丝焊新技术对16M n D R钢进行自动化焊接,并对焊接接头开展显微组织、力学性能研究.结果表明:双丝焊试件的力学性能均满足标准要求,双丝焊工艺可以满足工程化应用需求.试件1与试件3相比,焊接效率提高了约25％.采用单丝焊打底+双丝焊填充+单丝焊盖面的焊接工艺,既有效地发挥了双丝焊的效率,又保证了焊缝表面成形质量.
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