全尺寸钢轨上激光熔覆与激光-感应复合熔覆涂层微观结构及力学性能的比较

摘要： 随着高速重载列车的快速发展，钢轨表面损伤问题日益严重，如何高效提升钢轨表面强度并延长其使用寿命变得至关重要。激光熔覆（LC）技术因热影响区（HAZ）小、稀释率低，成为钢轨表面硬化与修复的新兴手段。但传统LC工艺应用于全尺寸钢轨存在两大障碍：一是如何防止涂层在快速加热冷却循环中开裂；二是如何消除HAZ中的马氏体组织——该组织因高硬度低断裂韧性可能威胁铁路运输安全，几乎被全球铁路标准明令禁止。本文创新性提出激光-感应复合熔覆（LIHC）技术在钢轨全尺寸表面制备镍基涂层，系统研究了LC、感应预热辅助LIHC（预-LIHC）及感应后热辅助LIHC（后-LIHC）三种工艺下涂层与HAZ的开裂行为、显微组织及力学性能。结果表明：仅后-LIHC工艺能有效抑制HAZ区裂纹与马氏体转变，形成晶块更细小、层间距更低的珠光体组织，从而避免HAZ显微组织与力学性能的突变，显著提升钢轨硬度、强度及韧性。后-LIHC技术展现出全尺寸钢轨表面硬化与修复的应用潜力。