辙叉用新型贝氏体钢的滚动接触疲劳性能.pdf

第39卷第2期
Vo. 39 No. 2
2014年2月
HEAT TREATMENT OF METAI
February 2014
辙叉用新型贝氏体钢的滚动接触疲劳性能
何雷,栾道成,陈晓男,王艳,熊万全
(1.西华大学材料科学与工程学院,四川成都610039;2.鞍钢集团朝阳鞍凌公司,辽宁朝阳122000
摘要:分别对用普通治炼工艺和电渣重熔工艺得到的徹叉用新型贝氏体钢进行滚动接触疲劳性能试验,结果表明由电渣重熔工艺
得到的新型撤叉用贝氏体钢具有更加优良的接触疲劳性能,且两种工艺的材料接触疲劳寿命都随试验应力的増加而降低。相较于
纯滚动试验,滑差的存在将増大材料的塑性变形和造成材料温度升高,引起材料接触疲劳寿命的显著下降。通过观察发现,新型辙
又用贝氏体钢的主要失效形式为麻点剥落和浅层剥落
关键词:电渣重熔;贝氏体钢;辙又;滚动接触疲劳
中图分类号:TG142.1文献标志码:A文章编号:0254-6051(2014)02-0051-04
Rolling contact fatigue performance of a new type bainitic steel for frog
He Lei, Luan Daocheng", Chen Xiaonan", Wang Yan", Xiong Wanquan
( 1. School of Materials Science and Engineering, Xihua University, heng Sichuan 610039, China
2. Chaoyang Anling Company of Anshan Steel Group, Chaoyang Liaoning 122000, China
Abstract: A new type bainitic fro steel was made y traditional smeltin process and electroslag remelting press, respectively, and their
rolling contact atigue performance was investigaled. The results show that the steel sample smelted by electroslag remelting process has
preferable rolling contact fatigue performance. The contact fatigue life of the both steel samples is decreased with the increase of loading
stress. Compared with the pure rolling test, the existence of sliding rate will increase plastic deformation of the material and causes
temperature rising greatly which leads to the contact fatigue life to decrease significantly. Through observation, it is found that the main
failure mode of the new type bainite frog steel is pitting spalling and shallow spalling
Key words: electroslag remelting; bainite steel; frog; rolling contact fatigue
辙又作为铁路轨道结构的重要组成部件,是机华由轮轨滚动接触疲劳造成的破坏將变得越来越严重,
车轮变轨所需要的特殊设备。机车通过时辙叉将受到这不仅增加了铁路运营成本,而且直接影响铁路运输
来自车轮的巨大冲击和磨损,此时除了受到的静载荷安全。因此,本文对自行研制的新型贝氏体钢徹又的
大大増加外,还将承受铁轨上最大的动载荷,而在铁轨接触疲劳性能进行了研究,将有效減少其在应用过程
和辙叉上,动载荷是静载荷的2~5倍”。我国的铁路中铁路事故的发生,从而提高铁路运输安全和效率。
建设随着国民经济的快速发展向提速、高速、重载的目
标发展,传统高錳钢整铸叉已不能满足我国铁路发1试验材料及方法
展的需要。因此,开发研究使用性能稳定的长寿命辙1.1原材料
又心轨耐磨材料是当务之急。
本文采用的材料是由西华大学研发的新型贝氏体
滚动接触疲劳是指滚动接触削在相互接触的过程钢,为研究不同冶炼方式对材料接触疲劳性能的影响,
中,在其表而循环压应力长期反复作用下而导致材料试验材料分別通过普通电弧炉和电渣重熔的方式治炼
表面或者次表面产生裂纹并扩展,最终导致材料失效。得到。试验材料的化学成分见表1。
对于世界上大多数国家的铁路工业米说,接触疲劳损
伤是一个严重的问题2,处理不当将导致列车脱轨等
表1试验用贝氏体钢的化学成分(质量分数,%)
Table 1 Chemical composition of the tested
安全事故的产生。随着铁路运量及运输速度的提高
bainite steel (wt%)
收稿日期:2013-0
S1
基金项目:四川省科技支撑项口(2011C2Z0248);西华大学重点科研基
金(z1220114)
0.0250.035
0.4
作者简介:何需(1987ー),男,四川邛崃人,硕士研究生,研究方向:金
属材料焊接性能及接触疲劳性能。E-mail:85796188qq.com。通讯作
者:栾道成,教授,工学博1:,硕上:生导师,主要从事高性能结构材料的
1.2试验方法
研究。E-mail:luan12888sina.com
滚动接触疲劳试验是在MJP-30滚动接触疲劳试