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作者:刘佳朋;姬成苍;刘勇;皮圣;石彤;俞喆;
单位:中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所;中国铁路青藏集团有限公司格尔木工务段;中国铁路成都局集团有限公司工务部;川藏铁路有限公司;
摘要:为研究我国在役钢轨的抗擦伤性能,提出一种基于轮轨滚滑试验机模拟轮轨擦伤过程的抗擦伤性能试验评价方法,并采用该方法以在役U71Mn,U75V,U78CrVH,U95CrH和U63MnCrCuH这5种珠光体钢轨钢及U22SiMnH贝氏体钢轨钢为研究对象,通过光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、电子探针等表征技术,分析白层组织的微观特征及化学元素分布,并对6种钢轨钢的磨耗深度、白层厚度和白层与母材的硬度比等抗擦伤性能指标进行对比,分析影响抗擦伤性能的关键因素。结果表明:U71Mn钢轨的白层中未残留渗碳体,而其余4种珠光体钢轨白层中存在未溶解的渗碳体,白层硬度的高低与碳原子的分布状态有关,碳原子以间隙原子的固溶方式带来的硬化作用高于渗碳体;珠光体钢轨的白层组织为典型的高碳马氏体,硬而脆的特征易萌生裂纹,而U22SiMnH贝氏体钢轨的白层组织为板条状低碳马氏体,其较好的韧塑性有利于抵抗裂纹萌生,相比珠光体钢轨具有更好的抗擦伤性能;U63MnCrCuH钢轨通过添加Cr,V等强碳化物形成元素抑制渗碳体在高温阶段的分解,从而降低白层硬度,其抗擦伤性能与U95CrH钢轨基本相当,但优于U71Mn,U75V和U78CrVH钢轨;U63MnCrCuH钢轨具备较为均衡的性能设计,适用于易发生钢轨擦伤的大坡度线路。
关键词:钢轨;;抗擦伤性能;;白层组织;;微观表征;;化学成分
基金资助:国家自然科学基金资助项目(52001329);; 中国国家铁路集团有限公司科技开发计划课题(N2023G063);; 中国铁道科学研究院集团有限公司院基金课题(2024YJ009)