Page 3 - 摩擦学学报2025年第9期

第 45 卷 第 9 期 摩擦学学报（中英文） Vol 45 No 9
2025 年 9 月 Tribology Sept, 2025

DOI: 10.16078/j.tribology.2024112 CSTR: 32261.14.j.tribology.2024112
冯芸, 谭清云, 孙浩钟, 张志毅, 韩晓辉, 彭金方, 朱旻昊. G20Mn5QT铸钢激光熔覆316L涂层微动摩擦磨损特性研究[J]. 摩擦学
学报（中英文）, 2025, 45(9): 1257−1270. FENG Yun, TAN Qingyun, SUN Haozhong, ZHANG Zhiyi, HAN Xiaohui, PENG
Jinfang, ZHU Minhao. Investigation of the Fretting Friction and Wear Characteristics of G20Mn5QT Cast Steel Laser Cladding
316L Layer[J]. Tribology, 2025, 45(9): 1257−1270.

G20Mn5QT铸钢激光熔覆316L涂层微动

摩擦磨损特性研究

1
1
3
1,2*
1
3
冯 芸 , 谭清云 , 孙浩钟 , 张志毅 , 韩晓辉 , 彭金方 , 朱旻昊 1
(1. 西南交通大学 材料科学与工程学院，四川 成都 610031；
2. 西南交通大学 轨道交通运载系统全国重点实验室，四川 成都 610031；
3. 中车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东 青岛 266111)
摘 要: 针对G20Mn5QT铸钢基体及316L熔覆涂层，利用切向微动磨损试验机，在球/平面接触模式下开展切向微动
磨损试验. 探讨了在固定法向载荷为30 N时，不同位移幅值下(D=10、20、40 μm)的切向微动损伤机制和损伤演变规
律. 通过采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、白光干涉仪和电子能谱仪(EDS)等设备对铸钢基体与
316L熔覆涂层的表层物相、磨损区表面形貌轮廓以及磨痕化学元素等进行分析与表征. 结果表明：经激光熔覆
316L涂层后，熔覆过程中生成的Cr0.19Fe0.7Ni0.11等含Cr硬质相以及均匀的金相组织使涂层表面的硬度提高
14.3%；在法向载荷F n =30 N时，随着位移幅值的增大，铸钢基体及熔覆涂层的微动运行状态均由部分滑移区逐渐向
混合区至完全滑移区转变，且稳定阶段的摩擦系数逐渐增加，磨痕损伤程度逐渐加剧；在部分滑移区，铸钢基体及
熔覆涂层损伤机制均为黏着磨损，在混合区及完全滑移区其损伤机制均为磨粒磨损、剥层和氧化磨损；316L熔覆涂
层的损伤程度较铸钢基体轻微，在混合区及滑移区时，316L熔覆层磨损率相较于G20Mn5QT铸钢基体降低约
4.26%与19.1%，相较于G20Mn5QT铸钢基体，316L熔覆涂层表现出较高的抗微动磨损性能.
关键词: G20Mn5QT铸钢; 316L熔覆涂层; 微动磨损; 损伤机制; 再制造
中图分类号: TH117.1 文献标志码: A 文章编号: 1004-0595(2025)09–1257–14

Investigation of the Fretting Friction and Wear Characteristics of
G20Mn5QT Cast Steel Laser Cladding 316L Layer

1
1
1
3
3
FENG Yun , TAN Qingyun , SUN Haozhong , ZHANG Zhiyi , HAN Xiaohui ,
1,2*
PENG Jinfang , ZHU Minhao 1
(1. School of Materials Science and Engineering, Southwest Jiaotong University, Sichuan Chengdu 610031, China;
2. State Key Laboratory of Rail Transit Vehicle System, Southwest Jiaotong University,
Sichuan Chengdu 610031, China;
3. CRRC Qingdao Sifang Rolling Stock Co, Ltd, Shandong Qingdao 266111, China)

Received 3 June 2024, revised 23 July 2024, accepted 24 July 2024, available online 30 September 2024.
*Corresponding author. E-mail: pengjinfang@swjtu.edu.cn, Tel: +86-13548043069.
This project was supported by the National Key P&D Program "National Quality Infrasructure System" Key Special Project
"Research and Demonstration of NQI Coordination in the Quality Assurance of Urban Rail Transit Throughout its
Lifecycle"(2021YFF0602200).
国家重点研发计划“国家质量基础设施体系”重点专项“城市轨道交通全生命周期质量保证NQI协同关键技术研究与示范”项
目(2021YFF0602200)资助.