本文關(guān)鍵詞：重載鐵路用新型貝氏體鋼組織性能研究

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【摘要】：鐵路轍叉是鐵路上的一種軌線平面交叉設(shè)備,用于使火車(chē)車(chē)輪由一股線路向另一股線路的轉(zhuǎn)換,它是在鐵路布局中最容易發(fā)生形變的部位。隨著鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展,對(duì)轍叉材料也提出了更高的要求,綜合力學(xué)性能優(yōu)異的貝氏體鋼被認(rèn)為是替代傳統(tǒng)高錳鋼的最佳材料。當(dāng)列車(chē)通過(guò)鐵路轍叉時(shí),來(lái)自車(chē)輪的周期性沖擊力,可能導(dǎo)致轍叉疲勞失效。其次,巨大的載重量日積月累之后會(huì)使轍叉產(chǎn)生不同程度的形變,轍叉形變量過(guò)大則會(huì)導(dǎo)致失效,甚至產(chǎn)生不可估量的后果[1,2]。故而提高鐵路轍叉綜合性能顯得尤為重要。本論文試驗(yàn)研究選用的鐵路轍叉貝氏體鋼是來(lái)自西華大學(xué)自己研發(fā)的Si-Mn-Cr系鋼種,本文研究了熱處理工藝對(duì)重載鐵路用貝氏體鋼的組織性能的影響以及滾動(dòng)接觸疲勞后的形變硬化特征,為轍叉貝氏體鋼的生產(chǎn)和實(shí)際應(yīng)用提供相關(guān)的理論參考。本文首先通過(guò)奧氏體化溫度、冷卻方式對(duì)重載鐵路用貝氏體鋼的顯微組織、硬度、沖擊韌性的影響,進(jìn)一步對(duì)重載轍叉貝氏體鋼組織性能進(jìn)行研究。試驗(yàn)表明:在奧氏體化溫度相同時(shí),重載鐵路用鋼空冷時(shí)的沖擊韌性值最高可達(dá)75.4 J,320℃等溫處理的沖擊韌性次之,爐冷時(shí)的沖擊韌性值最低為46.6J;重載鐵路用鋼空冷時(shí)的硬度最大為47.4HRC,其次是等溫處理的硬度為45.4HRC,爐冷時(shí)候的硬度最低為42.3HRC。相同冷卻方式下,奧氏體溫度越高,重載轍叉貝氏體鋼的硬度越低,沖擊韌性有所提高。其次,本文研究了載荷和滾動(dòng)滑差對(duì)重載鐵路轍叉用鋼的滾動(dòng)接觸疲勞性能的影響。試驗(yàn)表明,重載鐵路轍叉用鋼的滾動(dòng)接觸疲勞壽命隨著載荷的增大而逐漸降低,且沒(méi)有滑差的試樣接觸疲勞壽命高的多。通過(guò)對(duì)重載鐵路轍叉用鋼疲勞破壞形式以及裂紋擴(kuò)展路徑的觀察,可發(fā)現(xiàn)重載鐵路轍叉用鋼疲勞破壞形式主要為麻點(diǎn)剝落和淺層剝落,10%滑差破壞形式主要為麻點(diǎn)剝落,裂紋擴(kuò)展一般為不連續(xù)擴(kuò)展,而沒(méi)有滑差的純滾動(dòng)破壞形式主要為淺層剝落,裂紋擴(kuò)展為連續(xù)擴(kuò)展。最后,本文研究了形變量對(duì)重載鐵路用轍叉貝氏體鋼的形變組織性能的影響。研究表明,貝氏體鋼在外力作用下,隨著形變量的增加,貝氏體鋼的硬度明顯提高,增加值可高達(dá)180HV。通過(guò)掃描電鏡能清晰觀察到,重載鐵路用轍叉貝氏體鋼在塑變形后,等軸晶晶粒與壓縮垂直的方向逐漸被壓扁、拉長(zhǎng),隨著壓縮率的進(jìn)一步增加,晶界逐漸消失并形成纖維組織,條狀貝氏體逐漸碎化。通過(guò)X衍射分析表明,重載鐵路用轍叉貝氏體鋼中的組織為鐵素體和奧氏體,部分殘余奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變。通過(guò)透射電鏡觀察,貝氏體鐵素體板條逐漸變窄甚至彎曲斷裂;隨著壓縮率的增加,位錯(cuò)相互纏結(jié)、產(chǎn)生位錯(cuò)林位錯(cuò)胞,固定釘扎位錯(cuò)阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng),增大轍叉貝氏體鋼的變形抗力,產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象。
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TG142.1;TG161

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陳昕;金紀(jì)勇;楊玉;劉宏;劉春明;;殘余奧氏體對(duì)貝氏體鋼軌性能的影響[J];鋼鐵;2011年12期

2 張惠惠;唐建新;;我國(guó)貝氏體耐磨鑄鋼的發(fā)展及應(yīng)用[J];熱加工工藝;2009年21期

3 劉宗昌;王海燕;任慧平;李文學(xué);;貝氏體碳化物形成機(jī)理[J];熱處理技術(shù)與裝備;2007年04期

4 陳忠偉;張玉柱;楊林浩;;低碳貝氏體鋼的研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J];材料導(dǎo)報(bào);2006年10期

5 徐祖耀;;貝氏體相變簡(jiǎn)介[J];熱處理;2006年02期

6 席光蘭;馬勤;;貝氏體鋼的研究現(xiàn)狀和發(fā)展展望[J];材料導(dǎo)報(bào);2006年04期

7 張偉;郭俊;劉啟躍;;鋼軌滾動(dòng)接觸疲勞研究[J];潤(rùn)滑與密封;2005年06期

8 方鴻生,楊志剛,楊金波,白秉哲;鋼中貝氏體相變機(jī)制的研究[J];金屬學(xué)報(bào);2005年05期

9 王勇,何光楚,揭曉華;非調(diào)質(zhì)鋼的性能與發(fā)展及在汽車(chē)上的應(yīng)用[J];汽車(chē)工藝與材料;2000年01期

10 劉云秋,洪鶴,趙忠儉,王佳華;噴丸強(qiáng)化對(duì)接觸疲勞性能的影響[J];鑄造;1999年12期

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