Investigation on the fatigue behavior of different extreme high-speed laser cladding materials on the damaged EA4T axle

材料科学 包层(金属加工) 复合材料 激光器 疲劳试验 结构工程 法律工程学 光学 工程类 物理
作者
Ruipeng Han,Hansong Zhang,Jin Liu,Shuyan Li,Lei Xu,M. Zhang,Junwen Zhao,Hui Chen
出处
期刊:Journal of materials research and technology [Elsevier BV]
卷期号:37: 629-645 被引量:4
标识
DOI:10.1016/j.jmrt.2025.06.056
摘要

: Surface damage to railway axles intensifies with increasing axle loads and operating speeds. This study evaluates extreme high-speed laser cladding (EHLA) for repairing damaged EA4T axles using five Fe-based alloys (24CrNiMo, AISI 4340, H13, Fe314, and 316L) spanning high-, medium-, and low-alloy categories. The microstructures characteristics, phase compositions, residual stresses, hardness, and elastic modulus of the cladding layers were systematically investigated. Fatigue tests revealed that all repaired specimens exhibited reduced strength compared to smooth ones (370 MPa), primarily due to: (1) epitaxial growth forming stress-aligned coarse columnar austenitic grains, and (2) solidification defects. Among them, high-alloy claddings (316L, Fe314) retained 92-96% fatigue strength (337-359 MPa) through their stable austenitic structure and effective stress transfer to the substrate. In contrast, medium/low-alloy claddings show reduced strength retention (60-81%) from stress concentration due to grain boundary weakening and elastic modulus mismatch (246-253 vs 223 GPa). These findings establish three essential criteria for laser-clad repair axle material selection: (i) austenitic phase stability to prevent deleterious phase transformations, (ii) fine equiaxed grain structure to limit columnar grain growth, and (iii) elastic modulus compatibility with the substrate to ensure optimal stress distribution.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
automan完成签到,获得积分10
刚刚
小蛋挞完成签到 ,获得积分10
刚刚
无花果应助吹泡泡采纳,获得10
1秒前
生生不息完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
木叶流2022发布了新的文献求助30
1秒前
LXYang完成签到,获得积分10
1秒前
mxd1991发布了新的文献求助60
1秒前
烂漫笑晴完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
小二郎应助筱南竹折采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
谷飞飞完成签到,获得积分10
3秒前
Dequelstar完成签到,获得积分10
3秒前
aaaa应助贝果帮采纳,获得20
3秒前
3秒前
沈随便完成签到,获得积分10
3秒前
111发布了新的文献求助10
3秒前
好名完成签到,获得积分20
4秒前
早安完成签到,获得积分10
4秒前
落雪无痕完成签到,获得积分10
5秒前
dxy完成签到 ,获得积分10
5秒前
tsww完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
小郭发布了新的文献求助10
5秒前
英俊延恶完成签到,获得积分10
6秒前
dyx完成签到,获得积分20
6秒前
YUgg完成签到,获得积分10
6秒前
456发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
热心青易发布了新的文献求助10
7秒前
科研通AI6.2应助ok的采纳,获得30
7秒前
7秒前
Solitude发布了新的文献求助10
7秒前
lulu完成签到,获得积分10
7秒前
ding完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The anomeric effect 1000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Navigating Normative Orders: Interdisciplinary Perspectives 750
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7733223
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9283978
关于积分的说明 20162036
捐赠科研通 7311162
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3304284
关于科研通互助平台的介绍 2457078
邀请新用户注册赠送积分活动 2313527