鋼軌接觸疲勞裂紋形成機(jī)理研究.pdf

1、隨著高速鐵路技術(shù)的發(fā)展，我國的高速鐵路建設(shè)正在進(jìn)行建設(shè)。相對(duì)其它國家，我國的高速鐵路建設(shè)技術(shù)還不是很成熟，但在我國已經(jīng)有很多鐵路區(qū)段目前是在以高速鐵路的標(biāo)準(zhǔn)試用。因此，對(duì)我國準(zhǔn)高速區(qū)段鋼軌使用中出現(xiàn)的傷損情況進(jìn)行定性分析，判定其傷損類型，找出其失效機(jī)理，對(duì)我國高速鐵路的建設(shè)具有重要的指導(dǎo)意義。 本文針對(duì)我國廣深線準(zhǔn)高速曲線段使用的PD3鋼軌和U71Mn鋼軌在使用中出現(xiàn)的斜線狀裂紋傷損進(jìn)行了硬度、微宏觀形貌、金相試驗(yàn)以及理化性能檢

2、驗(yàn)(x射線衍射分析(XRD))等一系列的試驗(yàn)分析。利用JD．1輪軌摩擦試驗(yàn)機(jī)對(duì)三種鋼軌材料進(jìn)行了鋼軌滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)研究。結(jié)合光學(xué)顯微鏡(0M)、顯微硬度儀、和掃描電子顯微鏡(SEM)等對(duì)鋼軌裂紋形成機(jī)理進(jìn)行了深入分析。論文通過研究得出了以下幾個(gè)重要結(jié)論： L列車在曲線段行駛時(shí)，與鋼軌之間存在著嚴(yán)重的相對(duì)滑動(dòng)，并且在輪對(duì)與鋼軌軌角間存在著很大的沖擊力和產(chǎn)生很大的摩擦熱，加之接觸面間的拉壓應(yīng)力的循環(huán)作用，導(dǎo)致了裂紋的萌生。在靠近鋼

3、軌表面一定的深度內(nèi)，裂紋萌生后基本上沿著塑性流變的方向向鋼軌內(nèi)部斜向下擴(kuò)展。 2.廣深線上的U71Mn鋼軌的塑性變形較大，裂紋在鋼軌表面下呈現(xiàn)出比較狹長的形態(tài)，在拉壓應(yīng)力和滑動(dòng)摩擦力的作用下，一些微裂紋很容易就，被剪斷，形成淺層剝落，或在人工打磨作用下被磨掉，這將降低裂紋對(duì)鋼軌的危害，因此現(xiàn)場(chǎng)U71Mn鋼軌表現(xiàn)出良好的抗疲勞性能。而PD3鋼軌由于強(qiáng)度大于U71Mn鋼軌，塑性變形較小，微裂紋萌生后，向表面下擴(kuò)展時(shí)與鋼軌表面的夾角較