表面超声滚压对D2/U71Mn轮轨材料滑动磨损性能的影响

发布时间：2021-05-19 07:40

　　随着高速铁路的快速发展,车轮和钢轨的服役环境也在逐渐发生着变化,轮轨之间的摩擦磨损问题愈加严重,其中轮轨间的滑动磨损也是重要问题之一。表面超声滚压处理（SURP）是一种新型表面强化技术,可以改善材料表面状态及性能。本文为提高车轮钢耐磨损性能,对D2车轮钢进行表面超声滚压处理,研究表面超声滚压处理对车轮钢纯滑动磨损过程中磨损性能的影响。本文首先根据选择影响SURP结果的主轴转数、进给量和滚压力三个参数进行正交实验研究,对车轮钢表面进行9种不同工艺的超声滚压处理,通过正交优化试验方法确定出提高车轮钢表面性能的最佳工艺参数,并采用此优化参数对D2车轮钢试环进行SURP处理。然后分别进行未处理试样和SURP处理试样的滑动摩擦磨损试验。最后利用显微硬度测试和扫描电镜等分析手段研究轮轨材料在摩擦磨损过程中性能变化以及微观组织演变规律,对比分析SURP处理对D2车轮钢在滑动磨损条件下磨损性能的影响,探讨耐磨机理。研究结果表明,经过SURP处理后,试环表面塑性变形层深度约为260μm。原始材料的磨损试验中,U71Mn钢轨钢比D2车轮钢更耐磨,U71Mn试块和D2试环磨损机制相似,均为磨粒磨损和氧化磨损... 

【文章来源】：大连交通大学辽宁省

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 磨损失效分析
    1.3 轮轨磨损概述
        1.3.1 轮轨磨损
        1.3.2 轮轨磨损研究现状
    1.4 表面超声滚压工艺的原理与发展简介
        1.4.1 表面超声滚压工艺及其原理
        1.4.2 加工设备组成装置
        1.4.3 表面超声滚压工艺流程
        1.4.4 表面超声滚压技术发展状况
    1.5 本文研究意义及主要内容
        1.5.1 课题意义
        1.5.2 研究内容
    本章小结
第二章 试验材料及试验方法
    2.1 试验材料
    2.2 试验方法
        2.2.1 轮轨滑动磨损试验
        2.2.2 磨损试验及磨损曲线绘制
        2.2.3 轮轨试样表面磨损机理
        2.2.4 显微硬度测量
        2.2.5 微观组织观察
        2.2.6 表面超声滚压处理试验
        2.2.7 表面超声滚压工艺参数的正交优化
    本章小结
第三章 试验结果及分析
    3.1 SURP处理工艺参数正交优化试验
        3.1.1 表面硬度
        3.1.2 表面粗糙度
        3.1.3 残余应力
        3.1.4 表面形貌观察
        3.1.5 表层截面微观组织观察
        3.1.6 正交优化试验结果分析与讨论
    3.2 D2车轮钢与U71Mn磨损性能分析
        3.2.1 磨损量分析
        3.2.2 不同转数环块表面磨损形貌
        3.2.3 环块磨损表层微观组织变化
        3.2.4 试环磨损表层微观组织SEM分析
        3.2.5 环块磨损表层显微硬度变化
    3.3 SURP处理对D2车轮钢磨损性能影响分析
        3.3.1 SURP处理对表面形貌的影响
        3.3.2 SURP处理对磨损量的影响
        3.3.3 SURP处理对表面磨损机制影响
        3.3.4 对微观显微组织影响
        3.3.5 对硬度影响分析
    3.4 表面强化机理
    本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3195397