D2车轮钢表层组织对滚动接触疲劳性能影响研究
发布时间：2021-04-17 18:21
近年来随着我国铁路事业的不断发展,客运与货运列车的载重和运行速度的不断提高。车轮是铁路列车行驶的核心部件,对列车的安全性和铁路运输的正常运营具有重大的影响。在众多的轮轨损伤现象中滚动接触疲劳损伤是车轮失效的主要原因之一,由于材料的失效通常发生在试样表面,因此分析车轮表层组织对接触疲劳性能的影响规律,提高车轮材料的抗疲劳性能对车轮材料的生产和列车的安全稳定运行具有重要的参考意义。本文利用磨削和抛光两种加工方式分别获得表层具有细晶组织的磨削态D2车轮钢试样和表层组织与心部组织相同的抛光态D2车轮钢试样,采用GPM-40滚动接触疲劳试验机在相同的参数下对两种状态的试样进行滚动接触疲劳试验,并利用粗糙度仪、光学显微镜、扫描电镜、硬度计等手段对疲劳试验后两种试样的疲劳裂纹表层组织及硬度分布进行观察和分析。结果表明:在接触应力为1350MPa,转速为1440r/min,滑擦率为0.5%,在20#机油循环润滑的条件下,磨削态试样的滚动接触疲劳寿命约为2.5×106周次,抛光态试样滚动接触疲劳寿命约为1.7×106周次,磨削态试样的疲劳寿命要高于抛光态。磨削态试样表面存在一层约1μn的磨削细晶层,在疲...
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．３车轮典型疲劳损伤??Ｆｉｇ．?１．３?Ｔｙｐｉｃａｌ?ｆａｔｉｇｕｅ?ｄａｍａｇｅ?ｏｆ?ｔｌｉｅ?ｗｈｅｅｌ?（ａ）ｃｒａｃｋｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｃｅｎｔｅｒ?ｏｆ?ｗｈｅｅｌ?ｔｒｅａｄ?（ｂ）ｗｈｅｅｌ?ｔｒｅａｄ?ｓｐａｌｌｉｎｇ??１．４滚动接触疲劳理论研究??
大连交通大学工学硕士学位论文??Ｗｉ??＿＿??（Ｃ）抛光态表层组织??图２．１?Ｄ２车轮钢原始组织??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅ?ｏｒｉｇｉｎａｌ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｄ２?ｗｈｅｅｌ?ｓｔｅｅｌ??（ａ）Ｏｒｉｇｉｎａｌ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｕｎｄｅｒ?ｏｐｔｉｃａｌ?ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ?（ｂ）Ｓｕｒｆａｃｅ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｇｒｉｎｄｉｎｇ?ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ??（ｃ）Ｓｕｒｆａｃｅ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ?ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ??２．２试验方法??２．２．１滚动接触疲劳试验??试验通过一对轮型试样来进行滚动接触疲劳试验，上、下试样的几何尺寸参照《ＧＢ／Ｔ??１０６２２－１９８９金属材料滚动接触疲劳试验方法》［５２］，上试样选用ＪＰ－３号主试样，下试样??选用ＰＳ－１号陪试样。两试样的尺寸和接触方式如图２．２所示。滚动接触疲劳试验采用??ＧＰＭ－４０型微机控制滚动接触疲劳试验机，试验机的主机结构如图２．３所示。??Ｍ?ｆｔ??图２．２试样尺寸和接触方式示意图??Ｆｉｇ．?２．２?Ｓｉｚｅｓ?ｏｆ?ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ?ａｎｄ?ｃｏｎｔａｃｔ?ｍｏｄｅ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ??１２??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]铁道车辆轮轨接触疲劳的影响因素[J]. 封亚明,何柏林. 表面技术. 2016(11)
[2]轴重对轮轨材料滚动磨损与损伤行为影响[J]. 丁昊昊,王文健,郭俊,刘启跃,朱旻昊. 材料工程. 2015(10)
[3]基体表面异质材料滚动接触疲劳性能与失效机理的研究进展[J]. 林丽,李国禄,王海斗,康嘉杰. 表面技术. 2015(05)
[4]世界铁路高速列车50年的发展与进步[J]. 李瑞淳. 国外铁道车辆. 2014(06)
[5]曲率半径对车轮滚动接触疲劳性能的影响[J]. 何成刚,周桂源,王娟,文广,王文健,刘启跃. 摩擦学学报. 2014(03)
[6]车轮材料对轮轨滚动摩擦磨损行为的影响[J]. 王文健,汪洪,刘启跃. 西南交通大学学报. 2013(05)
[7]钢轨滚动接触疲劳裂纹萌生寿命预测[J]. 邓铁松,李伟,温泽峰,金学松. 润滑与密封. 2013(08)
[8]合金含量对高速车轮材料滚动接触磨损性能的影响[J]. 曾东方,鲁连涛,张远彬,张继旺,温泽峰,朱旻昊. 摩擦学学报. 2012(06)
[9]马钢加速推进高速车轮国产化[J]. 吴永红. 安徽科技. 2012(04)
[10]碳含量对车轮钢滚动摩擦磨损性能影响[J]. 王文健,张向龙,张继旺,郭俊,刘启跃. 铁道学报. 2012(02)
博士论文
[1]车轮材料滚动磨损与接触疲劳损伤行为的试验研究[D]. 周桂源.西南交通大学 2015
[2]钢轨磨损特性实验研究与数值分析[D]. 王彩芸.西南交通大学 2013
[3]铁路重载货车车轮辐板热机疲劳强度评价方法[D]. 肖楠.北京交通大学 2012
硕士论文
[1]D2车轮钢接触疲劳性能与组织演变的研究[D]. 王帅帅.大连交通大学 2017
本文编号：3143916
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．３车轮典型疲劳损伤??Ｆｉｇ．?１．３?Ｔｙｐｉｃａｌ?ｆａｔｉｇｕｅ?ｄａｍａｇｅ?ｏｆ?ｔｌｉｅ?ｗｈｅｅｌ?（ａ）ｃｒａｃｋｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｃｅｎｔｅｒ?ｏｆ?ｗｈｅｅｌ?ｔｒｅａｄ?（ｂ）ｗｈｅｅｌ?ｔｒｅａｄ?ｓｐａｌｌｉｎｇ??１．４滚动接触疲劳理论研究??
大连交通大学工学硕士学位论文??Ｗｉ??＿＿??（Ｃ）抛光态表层组织??图２．１?Ｄ２车轮钢原始组织??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅ?ｏｒｉｇｉｎａｌ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｄ２?ｗｈｅｅｌ?ｓｔｅｅｌ??（ａ）Ｏｒｉｇｉｎａｌ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｕｎｄｅｒ?ｏｐｔｉｃａｌ?ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ?（ｂ）Ｓｕｒｆａｃｅ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｇｒｉｎｄｉｎｇ?ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ??（ｃ）Ｓｕｒｆａｃｅ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ?ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ??２．２试验方法??２．２．１滚动接触疲劳试验??试验通过一对轮型试样来进行滚动接触疲劳试验，上、下试样的几何尺寸参照《ＧＢ／Ｔ??１０６２２－１９８９金属材料滚动接触疲劳试验方法》［５２］，上试样选用ＪＰ－３号主试样，下试样??选用ＰＳ－１号陪试样。两试样的尺寸和接触方式如图２．２所示。滚动接触疲劳试验采用??ＧＰＭ－４０型微机控制滚动接触疲劳试验机，试验机的主机结构如图２．３所示。??Ｍ?ｆｔ??图２．２试样尺寸和接触方式示意图??Ｆｉｇ．?２．２?Ｓｉｚｅｓ?ｏｆ?ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ?ａｎｄ?ｃｏｎｔａｃｔ?ｍｏｄｅ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ??１２??
大连交通大学工学硕士学位论文??Ｗｉ??＿＿??（Ｃ）抛光态表层组织??图２．１?Ｄ２车轮钢原始组织??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅ?ｏｒｉｇｉｎａｌ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｄ２?ｗｈｅｅｌ?ｓｔｅｅｌ??（ａ）Ｏｒｉｇｉｎａｌ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｕｎｄｅｒ?ｏｐｔｉｃａｌ?ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ?（ｂ）Ｓｕｒｆａｃｅ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｇｒｉｎｄｉｎｇ?ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ??（ｃ）Ｓｕｒｆａｃｅ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ?ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ??２．２试验方法??２．２．１滚动接触疲劳试验??试验通过一对轮型试样来进行滚动接触疲劳试验，上、下试样的几何尺寸参照《ＧＢ／Ｔ??１０６２２－１９８９金属材料滚动接触疲劳试验方法》［５２］，上试样选用ＪＰ－３号主试样，下试样??选用ＰＳ－１号陪试样。两试样的尺寸和接触方式如图２．２所示。滚动接触疲劳试验采用??ＧＰＭ－４０型微机控制滚动接触疲劳试验机，试验机的主机结构如图２．３所示。??Ｍ?ｆｔ??图２．２试样尺寸和接触方式示意图??Ｆｉｇ．?２．２?Ｓｉｚｅｓ?ｏｆ?ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ?ａｎｄ?ｃｏｎｔａｃｔ?ｍｏｄｅ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ??１２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]铁道车辆轮轨接触疲劳的影响因素[J]. 封亚明,何柏林. 表面技术. 2016(11)
[2]轴重对轮轨材料滚动磨损与损伤行为影响[J]. 丁昊昊,王文健,郭俊,刘启跃,朱旻昊. 材料工程. 2015(10)
[3]基体表面异质材料滚动接触疲劳性能与失效机理的研究进展[J]. 林丽,李国禄,王海斗,康嘉杰. 表面技术. 2015(05)
[4]世界铁路高速列车50年的发展与进步[J]. 李瑞淳. 国外铁道车辆. 2014(06)
[5]曲率半径对车轮滚动接触疲劳性能的影响[J]. 何成刚,周桂源,王娟,文广,王文健,刘启跃. 摩擦学学报. 2014(03)
[6]车轮材料对轮轨滚动摩擦磨损行为的影响[J]. 王文健,汪洪,刘启跃. 西南交通大学学报. 2013(05)
[7]钢轨滚动接触疲劳裂纹萌生寿命预测[J]. 邓铁松,李伟,温泽峰,金学松. 润滑与密封. 2013(08)
[8]合金含量对高速车轮材料滚动接触磨损性能的影响[J]. 曾东方,鲁连涛,张远彬,张继旺,温泽峰,朱旻昊. 摩擦学学报. 2012(06)
[9]马钢加速推进高速车轮国产化[J]. 吴永红. 安徽科技. 2012(04)
[10]碳含量对车轮钢滚动摩擦磨损性能影响[J]. 王文健,张向龙,张继旺,郭俊,刘启跃. 铁道学报. 2012(02)
博士论文
[1]车轮材料滚动磨损与接触疲劳损伤行为的试验研究[D]. 周桂源.西南交通大学 2015
[2]钢轨磨损特性实验研究与数值分析[D]. 王彩芸.西南交通大学 2013
[3]铁路重载货车车轮辐板热机疲劳强度评价方法[D]. 肖楠.北京交通大学 2012
硕士论文
[1]D2车轮钢接触疲劳性能与组织演变的研究[D]. 王帅帅.大连交通大学 2017
本文编号：3143916
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