重载铁路轮轨材料摩擦磨损试验研究
发布时间：2021-03-25 21:22
随着重载铁路技术的发展以及对于运输效率和降低运营经济成本的需求,近年来我国重载铁路的列车轴重不断增加,但是随之而来出现了各种轮轨服役问题。轮轨材料的合理选择与恰当匹配对平衡轮轨磨耗、保证列车运行安全以及延长轮轨材料的服役寿命以降低运营成本具有重要意义。本文针对重载铁路轮轨材料匹配问题,开展不同轮轨材料组合的摩擦磨损性能试验研究。论文采用摩擦磨损实验机研究了U75V热处理、U75V热轧、U78CrV热处理、U78CrV热轧四种珠光体钢轨与CL60和CL70两种珠光体车轮摩擦磨损与抗接触疲劳性能;通过设计不同接触应力和滑差进行试验室研究,以探究贝氏体钢轨磨损性能;对比分析不同钢种的磨耗和抗接触疲劳规律,得到主要结论如下:（1）从磨耗的层面分析,耐磨性最好的钢轨为U78CrV热处理轨,最好的轮轨材料搭配组合为U78CrV热处理-CL60车轮和U78CrV热处理-CL70车轮,此外车轮材料的硬度增加,导致与之对磨的钢轨材料的磨耗随之增加,但硬度高的车轮材料本身耐磨性优异;四种珠光体钢轨与不同种类车轮材料对磨的体系摩擦系数差异较大,与CL60车轮对磨的体系摩擦系数约为0.38,与CL70车轮对磨...
【文章来源】：中国铁道科学研究院北京市
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
滚动接触疲劳裂纹和剥离掉块
核伤
第一章绪论10中国铁道科学研究院图1-4钢轨隐伤Figure1-4Railsquats（5）擦伤对于擦伤的基本认识是：在制动时当车轮上的制动力超过了轮轨接触界面间的黏着力，使得车轮在轮轨接触面上发生了瞬间的宏观的平动滑动，在巨大的法向应力和切应力作用下，接触区域的钢轨表面材料产生磨损和塑性变形，使得轮轨表面以及近表面的微观组织结构发生了显著的改变，因为摩擦热的原因接触区域的瞬时温度较高，该位置材料将可能发生相变，产生马氏体白层及回火组织[21]，一个典型的结果就是在表面形成所谓的“白层”。白层组织具有高硬度、强耐腐蚀性（不易被4%的硝酸酒精腐蚀，侵蚀时组织呈现白色故称之为白层），白层组织的晶粒非常细小且白层厚度较薄[21]，其产生具有瞬间性，内部往往伴有裂纹存在，或者由于其脆性较强往往易产生裂纹或者剥离。轮轨运行时，白层组织出现的位置与材料的磨损性能有关，一般在摩擦磨损的表层会发现白层组织，白层形成后往往会出现裂纹导致材料在后续磨损过程中失效，见图1-5。图1-5擦伤钢轨截面白层金相Figure1-5Metallographyofthewhitelayerofthescratchedrailsection
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同轮轨材料硬度匹配行为及其机制的初步研究[J]. 刘吉华,赵铮,林群煦,李永健,何成刚,刘启跃. 润滑与密封. 2019(11)
[2]27t轴重条件下重载铁路钢轨适应性研究[J]. 李闯,张银花,田常海,王宗新,王猛,杨光. 中国铁道科学. 2019(05)
[3]大秦铁路75kg/m钢轨伤损变化及影响因素研究[J]. 田常海,张金,俞喆,李闯,梁旭,林云蕾,张训全,周韶博. 铁道工程学报. 2019(09)
[4]大秦线重载铁路货车轮轨、轮瓦运动形态及车轮磨耗规律研究[J]. 孔维刚,李立东,段仕会. 铁道车辆. 2019(02)
[5]在变化的世界中推进重载铁路技术和运营（待续）——第11届国际重载运输大会综述[J]. 田葆栓. 国外铁道车辆. 2019(01)
[6]摩擦系数对滚动接触疲劳裂纹萌生和磨耗影响[J]. 周宇,韩延彬,木东升,黄旭炜. 同济大学学报(自然科学版). 2018(10)
[7]轮轨材料硬度匹配对车轮多边形磨耗影响的试验研究[J]. 常崇义,李果,张银花,周邵博. 中国铁道科学. 2018(02)
[8]铁路车轮轮辋疲劳裂纹和踏面剥离掉块的微观伤损因素分析[J]. 丛韬,韩建民,张关震,吴斯,张澎湃. 中国铁道科学. 2017(05)
[9]开行27t轴重C80E货车条件下轨道适应性分析[J]. 李烨峰. 铁道建筑. 2017(04)
[10]重载线钢轨气压焊接头伤损分析与预防对策[J]. 李金华,李力,丁韦,胡玉堂. 铁道建筑. 2016(11)
博士论文
[1]轮轨滚动接触疲劳损伤机理研究[D]. 郭俊.西南交通大学 2006
硕士论文
[1]丰台车辆段轮轴检修工艺研究[D]. 闫云霞.西南交通大学 2015
[2]侯马—月山铁路路基水害特征及防治技术研究[D]. 胡涛.兰州交通大学 2015
[3]列车车轮直径在轨动态检测技术研究[D]. 马龙深.长春理工大学 2014
[4]铁路列车轮轨型面优化研究[D]. 崔大宾.西南交通大学 2009
[5]CRH2动车组拖车轮对轴箱强度分析[D]. 杨继震.北京交通大学 2008
本文编号：3100350
【文章来源】：中国铁道科学研究院北京市
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
滚动接触疲劳裂纹和剥离掉块
核伤
第一章绪论10中国铁道科学研究院图1-4钢轨隐伤Figure1-4Railsquats（5）擦伤对于擦伤的基本认识是：在制动时当车轮上的制动力超过了轮轨接触界面间的黏着力，使得车轮在轮轨接触面上发生了瞬间的宏观的平动滑动，在巨大的法向应力和切应力作用下，接触区域的钢轨表面材料产生磨损和塑性变形，使得轮轨表面以及近表面的微观组织结构发生了显著的改变，因为摩擦热的原因接触区域的瞬时温度较高，该位置材料将可能发生相变，产生马氏体白层及回火组织[21]，一个典型的结果就是在表面形成所谓的“白层”。白层组织具有高硬度、强耐腐蚀性（不易被4%的硝酸酒精腐蚀，侵蚀时组织呈现白色故称之为白层），白层组织的晶粒非常细小且白层厚度较薄[21]，其产生具有瞬间性，内部往往伴有裂纹存在，或者由于其脆性较强往往易产生裂纹或者剥离。轮轨运行时，白层组织出现的位置与材料的磨损性能有关，一般在摩擦磨损的表层会发现白层组织，白层形成后往往会出现裂纹导致材料在后续磨损过程中失效，见图1-5。图1-5擦伤钢轨截面白层金相Figure1-5Metallographyofthewhitelayerofthescratchedrailsection
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同轮轨材料硬度匹配行为及其机制的初步研究[J]. 刘吉华,赵铮,林群煦,李永健,何成刚,刘启跃. 润滑与密封. 2019(11)
[2]27t轴重条件下重载铁路钢轨适应性研究[J]. 李闯,张银花,田常海,王宗新,王猛,杨光. 中国铁道科学. 2019(05)
[3]大秦铁路75kg/m钢轨伤损变化及影响因素研究[J]. 田常海,张金,俞喆,李闯,梁旭,林云蕾,张训全,周韶博. 铁道工程学报. 2019(09)
[4]大秦线重载铁路货车轮轨、轮瓦运动形态及车轮磨耗规律研究[J]. 孔维刚,李立东,段仕会. 铁道车辆. 2019(02)
[5]在变化的世界中推进重载铁路技术和运营（待续）——第11届国际重载运输大会综述[J]. 田葆栓. 国外铁道车辆. 2019(01)
[6]摩擦系数对滚动接触疲劳裂纹萌生和磨耗影响[J]. 周宇,韩延彬,木东升,黄旭炜. 同济大学学报(自然科学版). 2018(10)
[7]轮轨材料硬度匹配对车轮多边形磨耗影响的试验研究[J]. 常崇义,李果,张银花,周邵博. 中国铁道科学. 2018(02)
[8]铁路车轮轮辋疲劳裂纹和踏面剥离掉块的微观伤损因素分析[J]. 丛韬,韩建民,张关震,吴斯,张澎湃. 中国铁道科学. 2017(05)
[9]开行27t轴重C80E货车条件下轨道适应性分析[J]. 李烨峰. 铁道建筑. 2017(04)
[10]重载线钢轨气压焊接头伤损分析与预防对策[J]. 李金华,李力,丁韦,胡玉堂. 铁道建筑. 2016(11)
博士论文
[1]轮轨滚动接触疲劳损伤机理研究[D]. 郭俊.西南交通大学 2006
硕士论文
[1]丰台车辆段轮轴检修工艺研究[D]. 闫云霞.西南交通大学 2015
[2]侯马—月山铁路路基水害特征及防治技术研究[D]. 胡涛.兰州交通大学 2015
[3]列车车轮直径在轨动态检测技术研究[D]. 马龙深.长春理工大学 2014
[4]铁路列车轮轨型面优化研究[D]. 崔大宾.西南交通大学 2009
[5]CRH2动车组拖车轮对轴箱强度分析[D]. 杨继震.北京交通大学 2008
本文编号：3100350
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