轍叉用新型貝氏體鋼的沖擊韌性與滾動接觸疲勞特性研究.pdf

1、作為新一代耐磨材料的貝氏體鋼因具有高強韌性、焊接性好、生產(chǎn)工藝簡單以及生產(chǎn)成本低廉等優(yōu)點而受到世界各國研究人員的高度重視。尤其在鐵路轍叉的應用上,貝氏體鋼材料正被用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的高錳鋼材料以滿足鐵路運輸向高速、重載的目標發(fā)展的需要。轍叉的工作環(huán)境惡劣,其不斷受到來自車輪的強烈沖擊,接觸疲勞損傷是其最主要的失效形式。因此,為了保證鐵路運輸?shù)陌踩?提高鐵路運輸效率,有必要對轍叉材料的綜合性能進行研究。西華大學研制的 Si-Mn-Cr系新型貝氏

2、體鋼轍叉材料已經(jīng)在一些鐵路線路上得到應用,本文對其沖擊韌性和滾動接觸疲勞特性進行研究,以進一步掌握該鋼種的性能特點以及失效機理。
　　首先結(jié)合熱模擬技術(shù)對新型貝氏體鋼經(jīng)不同冷速的熱模擬得到的試樣進行沖擊試驗,再分別對非真空電弧爐以及電渣重熔冶煉的試樣進行滾動接觸疲勞試驗。通過金相顯微鏡、掃描電鏡、XRD分析儀以及硬度測試儀等設備,對試樣的組織形貌、物相組成、沖擊斷口形貌、疲勞剝落坑特點、疲勞裂紋以及硬度等方面進行了分析。實驗結(jié)果表

3、明,隨著冷速由36℃/min下降到1℃/min,將依次獲得針狀貝氏體、板條貝氏體以及粒狀貝氏體,且它們都屬于無碳化物貝氏體,其中在2℃/min的冷速下獲得的粒狀貝氏體組織具有最優(yōu)的沖擊韌性;新型貝氏體鋼的斷裂形式既有韌窩斷裂,又有準解理斷裂,其硬度在44.2~50.5HRC之間;新型貝氏體鋼的滾動接觸疲勞壽命隨著接觸應力的增加而降低,且電渣重熔冶煉的試樣壽命要明顯高于非真空電弧爐冶煉的試樣壽命;相對于純滾動條件,在10％滑差率的條件下試