ER8C高速车轮钢摩擦磨损性能研究 被引量：1

1

作者 赵海 丁毅 张明如 《福建冶金》 2020年第6期19-23,共5页

本文利用GMP-30滚动摩擦磨损试验机研究ER8C高速车轮钢材料的滚动摩擦磨损性能。结果表明,摩擦磨损过程中,ER8C车轮钢在表面形成波磨;经过不同转数磨损后,ER8C车轮钢试样表面都形成残余压应力;随着磨损周次的增加,表面残余压应力是逐渐... 本文利用GMP-30滚动摩擦磨损试验机研究ER8C高速车轮钢材料的滚动摩擦磨损性能。结果表明,摩擦磨损过程中,ER8C车轮钢在表面形成波磨;经过不同转数磨损后,ER8C车轮钢试样表面都形成残余压应力;随着磨损周次的增加,表面残余压应力是逐渐增加的;不同磨损周次时,试样表面的轴向残余压应力大于其周向残余压应力,且试样表面波谷处的周向和轴向残余应力都大于波峰处的残余应力。 展开更多

关键词 ER8C车轮钢 滚动磨损 表层组织

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ER8C高速车轮钢摩擦磨损性能研究

2

作者 赵海 丁毅 张明如 《安徽冶金科技职业学院学报》 2020年第2期1-4,共4页

利用GMP-30滚动摩擦磨损试验机研究ER8C高速车轮钢材料的滚动摩擦磨损性能。结果表明,摩擦磨损过程中,ER8C车轮钢在表面形成波磨。经过不同转数磨损后,ER8C车轮钢试样表面都形成残余压应力。随着磨损周次的增加,表面残余压应力是逐渐增... 利用GMP-30滚动摩擦磨损试验机研究ER8C高速车轮钢材料的滚动摩擦磨损性能。结果表明,摩擦磨损过程中,ER8C车轮钢在表面形成波磨。经过不同转数磨损后,ER8C车轮钢试样表面都形成残余压应力。随着磨损周次的增加,表面残余压应力是逐渐增加的。不同磨损周次时,试样表面的轴向残余压应力大于其周向残余压应力,且试样表面波谷处的周向和轴向残余应力都大于波峰处的残余应力。 展开更多

关键词 ER8C车轮钢 滚动磨损 表层组织

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中高碳铝镇静钢形成MnS塑性夹杂的工艺开发与实践 被引量：7

3

作者 沈昶 陆强 +1 位作者 郭俊波 杨峥 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期62-67,74,共7页

为提高中高碳钢产品的抗疲劳性能,利用中高碳钢的成分特点,研究开发了中高碳铝镇静钢中MnS以Al_(2)O_(3)为形核质点的非均质形核工艺,将钢中Al_(2)O_(3)脆性夹杂用塑性MnS包裹,解决了疲劳应力钢因脆性非金属夹杂引起的疲劳断裂问题。通... 为提高中高碳钢产品的抗疲劳性能,利用中高碳钢的成分特点,研究开发了中高碳铝镇静钢中MnS以Al_(2)O_(3)为形核质点的非均质形核工艺,将钢中Al_(2)O_(3)脆性夹杂用塑性MnS包裹,解决了疲劳应力钢因脆性非金属夹杂引起的疲劳断裂问题。通过对微细、弥散Al_(2)O_(3)夹杂生成条件、MnS非均质形核析出热力学条件的研究,开展了钢中关键元素的成分设计、精炼及连铸集成工艺的设计与开发。工业实践表明,低活度氧条件下进行铝终脱氧可以形成3~5μm微细弥散的Al_(2)O_(3)夹杂,并作为非均质形核的核心在二次枝晶晶间的凝固末端析出弥散、细小的粒状MnS;通过梯度脱氧、真空碳脱氧以及保护浇铸等操作可以有效稳定控制钢中全氧含量,提高钢水洁净度,成品T[O]质量分数平均为0.000 618%,较原工艺的0.000 739%降低了16%;成品的夹杂物中MnS及MnS包裹Al_(2)O_(3)夹杂所占比例大于96%,与世界领先产品的夹杂物控制水平相当,考虑到产品使用过程中Al_(2)O_(3)夹杂外部的MnS包裹层必须足够厚,塑性夹杂才能起作用,建立了MnS "有效包裹率"的概念,当硬相夹杂物被MnS包裹且硬相夹杂物的最大半径不大于MnS包裹部位半径的1/2时,认为MnS对硬相夹杂物实现了"有效包裹";MnS塑性夹杂工艺可明显提高材料的疲劳性能,成品的平均断裂韧性为83.47 MPa·m^(1/2),较原工艺的67.31 MPa·m^(1/2)提高了24%。 展开更多

关键词 中高碳铝镇静钢 非金属夹杂物 MnS塑性夹杂 非均质形核 MnS包裹Al_(2)O_(3)

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钒对车轮钢组织及力学性能的影响 被引量：4

4

作者 万志健 赵海 +1 位作者 刘学华 张建 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期104-111,共8页

钢中加入的微合金元素钒、铌、钛等,可以与钢中的碳、氮元素结合,起到沉淀强化及细晶强化作用,从而改善钢的综合性能。为了研究钒对高碳车轮钢组织及力学性能分布的影响,用200 kg真空炉冶炼了2炉碳质量分数为0.60%左右的试验钢,钒质量... 钢中加入的微合金元素钒、铌、钛等,可以与钢中的碳、氮元素结合,起到沉淀强化及细晶强化作用,从而改善钢的综合性能。为了研究钒对高碳车轮钢组织及力学性能分布的影响,用200 kg真空炉冶炼了2炉碳质量分数为0.60%左右的试验钢,钒质量分数分别为0及0.07%,试验钢热处理方式均模拟现场且工艺保持一致。热处理后,用光学显微镜进行微观组织形貌观察及铁素体体积分数分析;用扫描电子显微镜进行拉伸断口、珠光体片层间距观察;用EBSD进行珠光体团尺寸分析;用透射电镜对析出物形貌进行分析;并对试验钢力学性能进行测试。结果表明,添加钒可以使表面下相同深度处铁素体体积分数增加1.7%~4.8%,标准差降低6.1%~72.5%,且相邻深度处铁素体体积分数变化更小,组织均匀性更好;使珠光体团尺寸更加细小,小角晶界(5°~15°)数量明显增多,使表面下相同深度处平均晶粒度提高约0.5级,标准差降低9%~17%,晶粒大小更加均匀,且基本不影响相邻深度处奥氏体晶粒度变化;使表面下相同深度处珠光体片层间距减小约20%,标准差降低10%~17%,且略微降低相邻深度处珠光体片层间距梯度变化;提高表面下相同深度处抗拉强度约为12%、屈服强度约为25%、硬度约为10%、冲击功为9%~25%,且降低相邻深度处硬度梯度,使得试验钢硬度均匀性更好及冲击功波动更小;对塑性影响不大。 展开更多

关键词 钒 珠光体车轮钢 组织 力学性能 变化

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钒对高碳珠光体钢组织及拉伸性能的影响 被引量：4

5

作者 万志健 刘学华 +2 位作者 赵海 江波 邹强 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期140-145,共6页

设计并冶炼了钒质量分数为0%~0.13%的高碳钢,采用光学显微镜、扫描电镜、电子背散射及拉伸试验等研究了钒含量对高碳珠光体钢组织及拉伸性能的影响。结果表明,钒可以提高组织均匀性及铁素体含量,并且减小晶粒尺寸,但钒含量超过0.08%时,... 设计并冶炼了钒质量分数为0%~0.13%的高碳钢,采用光学显微镜、扫描电镜、电子背散射及拉伸试验等研究了钒含量对高碳珠光体钢组织及拉伸性能的影响。结果表明,钒可以提高组织均匀性及铁素体含量,并且减小晶粒尺寸,但钒含量超过0.08%时,晶粒细化作用减弱。钒质量分数为0%~0.13%时,珠光体片层间距与强度的关系紧密,并获得了相应关系式。试验钢塑性对钒含量并不敏感,钒含量不超过0.08%时,略微提高塑性,反之,则降低塑性。 展开更多

关键词 钒含量 高碳钢 组织 强度 塑性

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热处理工艺对42CrMo-R钢轮箍组织及力学性能的影响

6

作者 万志健 安涛 +3 位作者 于文坛 刘学华 童乐 赵海 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期158-164,共7页

设计并冶炼了42CrMo-R试验钢,并轧成轮箍。采用金相显微镜、扫描电镜及拉伸试验机、硬度计等手段研究了热处理工艺对42CrMo-R钢轮箍组织及力学性能的影响。结果表明,42CrMo-R钢轮箍在830~980℃范围内淬火后,组织基体均为板条马氏体,当... 设计并冶炼了42CrMo-R试验钢,并轧成轮箍。采用金相显微镜、扫描电镜及拉伸试验机、硬度计等手段研究了热处理工艺对42CrMo-R钢轮箍组织及力学性能的影响。结果表明,42CrMo-R钢轮箍在830~980℃范围内淬火后,组织基体均为板条马氏体,当淬火温度超过890℃,板条马氏体占比显著增多;860℃淬火时,原奥氏体晶粒尺寸分布均匀并且强度最高,为最佳淬火温度。在520~600℃范围内回火,轮箍基体组织均为回火索氏体;随着回火温度的升高,硬度、抗拉强度、屈服强度均呈下降趋势,而断后伸长率、断面收缩率则基本呈上升趋势。42CrMo-R钢轮箍经860℃淬火及560~580℃回火后,回火索氏体占比较高,存在少量未溶铁素体,R_(m)、R_(p0.2)、硬度、断后伸长率与客户要求相比均有较大富余量,具有良好的组织及综合力学性能。 展开更多

关键词 热处理 42CrMo-R钢 轮箍 组织 力学性能

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高碳钢铁路车轮新型热处理冷却工艺有限元模拟 被引量：3

7

作者 姚三成 江波 +3 位作者 刘学华 赵海 宫彦华 邹强 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期181-188,共8页

针对非珠光体层十分突出的高碳钢重载车轮,基于MSC.Marc和Thermal Prophet建立了踏面淬火(CVQ)与复合淬火(CPQ)的有限元数值模型,对比分析了两种冷却方式对车轮热处理温度场及组织性能的影响,并进行了实物验证。结果表明:模拟计算结果... 针对非珠光体层十分突出的高碳钢重载车轮,基于MSC.Marc和Thermal Prophet建立了踏面淬火(CVQ)与复合淬火(CPQ)的有限元数值模型,对比分析了两种冷却方式对车轮热处理温度场及组织性能的影响,并进行了实物验证。结果表明:模拟计算结果与实物验证结果吻合较好。自踏面向下,CVQ车轮的温度梯度、组织梯度及强硬度梯度显著,其踏面近表层的非珠光体层深约15 mm,为马氏体(M)、贝氏体(B)及其混合组织。CPQ工艺能有效控制或基本消除非珠光体层,优化了轮辋全截面显微组织,强硬度梯度合理,并在踏面次表层一定深度范围内形成局部的强硬度极大值区,使该区域的强硬度较CVQ车轮略有提高。 展开更多

关键词 铁路车轮 非珠光体层 复合淬火 有限元 多场量耦合

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双S型辐板车轮压弯成形工艺的研究 被引量：2

8

作者 庞晋龙 肖峰 +3 位作者 陈刚 张磊 赵海 高伟 《热加工工艺》 北大核心 2021年第21期83-87,共5页

运用有限元软件Deform-3D对双S型辐板车轮压弯成形过程进行了数值模拟,研究了两种不同压弯工艺下的金属流动规律,得出两种工艺的最终成形情况、载荷行程及压弯模具磨损等参数。在此基础上系统分析了最优压弯方案下不同摩擦系数对压弯成... 运用有限元软件Deform-3D对双S型辐板车轮压弯成形过程进行了数值模拟,研究了两种不同压弯工艺下的金属流动规律,得出两种工艺的最终成形情况、载荷行程及压弯模具磨损等参数。在此基础上系统分析了最优压弯方案下不同摩擦系数对压弯成形力的影响。最后,经过现场试验验证,车轮实际压弯成形情况与模拟结果基本一致。 展开更多

关键词 双S型辐板 压弯成形 数值模拟 模具磨损

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辗轧工序对车轮摩擦磨损和接触疲劳性能的影响 被引量：2

9

作者 宫彦华 赵海 +5 位作者 高伟 刘学华 姚三成 江波 童乐 钟斌 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2020年第9期142-148,共7页

为研究辗轧工序对车轮使用性能的影响,选择经辗轧工序成形和直接钢水浇筑成形的2种车轮材料,利用GPM-30试验机开展摩擦磨损和接触疲劳性能研究,采用光学显微镜、扫描电子显微镜、ASPEX分析仪、EBSD分析2种车轮材料在不同接触应力状态下... 为研究辗轧工序对车轮使用性能的影响,选择经辗轧工序成形和直接钢水浇筑成形的2种车轮材料,利用GPM-30试验机开展摩擦磨损和接触疲劳性能研究,采用光学显微镜、扫描电子显微镜、ASPEX分析仪、EBSD分析2种车轮材料在不同接触应力状态下摩擦磨损和接触疲劳裂纹萌生扩展行为。结果表明:辗轧工序能够有效地细化车轮材料晶粒,减小珠光体片层间距,从而改善车轮微观组织,减少不均匀塑性变形,抑制裂纹的萌生和扩展,减少磨损量,延长接触疲劳寿命;同时发现夹杂物的形态影响接触疲劳试验亚表面裂纹的萌生。 展开更多

关键词 辗轧工序 摩擦磨损 接触疲劳 裂纹 微观组织 夹杂物

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城轨地铁用车轴强度计算分析 被引量：2

10

作者 童乐 丁毅 +3 位作者 杜松林 张明如 赵海 戴俊 《安徽冶金科技职业学院学报》 2021年第1期27-30,共4页

为了保证某城轨地铁车辆的行车安全,对其车轴强度进行了分析。参照标准EN13103中的材料力学计算方法,选取该车轴的7个截面,计算出各截面的合力矩、应力以及安全系数。结果表明,车轴危险截面位于轮座与刹车盘座圆弧过渡处和刹车盘座与轴... 为了保证某城轨地铁车辆的行车安全,对其车轴强度进行了分析。参照标准EN13103中的材料力学计算方法,选取该车轴的7个截面,计算出各截面的合力矩、应力以及安全系数。结果表明,车轴危险截面位于轮座与刹车盘座圆弧过渡处和刹车盘座与轴身圆弧过渡处,且最大计算应力小于许用应力,满足车轴强度设计要求。 展开更多

关键词 车轴 强度 应力 安全系数

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辗钢与铸钢车轮磨损及接触疲劳性能分析

11

作者 赵海 宫彦华 高伟 《设备管理与维修》 2023年第7期58-61,共4页

采用GPM-30型接触疲劳试验机对辗钢和铸钢两种车轮进行摩擦磨损和滚动接触疲劳试验,对比分析两者的服役性能。通过光学显微镜,扫描电子显微镜和显微维氏硬度计对运行后试样的表面形貌、截面形貌和截面组织进行观察分析及硬度测试,并进... 采用GPM-30型接触疲劳试验机对辗钢和铸钢两种车轮进行摩擦磨损和滚动接触疲劳试验,对比分析两者的服役性能。通过光学显微镜,扫描电子显微镜和显微维氏硬度计对运行后试样的表面形貌、截面形貌和截面组织进行观察分析及硬度测试,并进行对比分析,得出两种车轮钢服役性能差别。 展开更多

关键词 辗钢车轮 铸钢车轮 磨损 滚动接触疲劳 裂纹

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基于SIMPACK的大功率机车车轮踏面损伤预测 被引量：1

12

作者 邹强 江波 +2 位作者 张华 王延朋 吴斯 《机械》 2022年第5期33-40,共8页

基于多体动力学SIMPACK软件建立HXD2C大功率机车模型,分析实测轮轨廓形匹配下车轮通过R400曲线段和R600曲线段时车轮所受蠕滑力大小及方向,并将结果代入安定图及损伤函数进行车轮踏面损伤预测。研究结果表明:机车通过R400曲线段时,车轮... 基于多体动力学SIMPACK软件建立HXD2C大功率机车模型,分析实测轮轨廓形匹配下车轮通过R400曲线段和R600曲线段时车轮所受蠕滑力大小及方向,并将结果代入安定图及损伤函数进行车轮踏面损伤预测。研究结果表明:机车通过R400曲线段时,车轮编号为3、5、9、11的内轨侧车轮纵向蠕滑力方向与车轮滚动方向相反,且车轮材料均处于棘轮效应区,易产生与蠕滑力合力方向垂直的斜裂纹。其中编号为3和9的车轮疲劳损伤值大于磨耗值,随着循环滚动的累积疲劳损伤会进一步加剧。同理,机车通过R600曲线段时,车轮编号为3、5、10、11、12的车轮踏面易产生与蠕滑力方向垂直的斜裂纹,其中以车轮5疲劳损伤最为严重。相较于R400曲线段,机车通过R600曲线段时外轨侧车轮10和12接触斑面积减小、磨耗减小、疲劳损伤值大于磨耗值是踏面存在轻微疲劳损伤的主要原因。 展开更多

关键词 车轮踏面 动力学仿真 安定图 损伤预测

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空心和实心车轴微动磨损行为的对比研究 被引量：2

13

作者 陈刚 曾东方 +3 位作者 张艳 鲁连涛 宫昱滨 张关震 《安徽工业大学学报（自然科学版）》 CAS 2020年第1期12-18,共7页

建立轮轴过盈配合部位的微动磨损有限元仿真模型,研究磨损轮廓随载荷循环周次的变化,对比分析空心与实心车轴微动磨损行为及其对接触参量的影响。仿真结果表明:车轴配合边缘的应力集中程度由于微动磨损而缓解,新的应力集中位于磨损与未... 建立轮轴过盈配合部位的微动磨损有限元仿真模型,研究磨损轮廓随载荷循环周次的变化,对比分析空心与实心车轴微动磨损行为及其对接触参量的影响。仿真结果表明:车轴配合边缘的应力集中程度由于微动磨损而缓解,新的应力集中位于磨损与未磨损的过渡区域;磨损区域随着循环周次的增加而增加,导致应力集中远离轮轴配合边缘;在靠近配合边缘的区域,空心车轴的滑移幅值大于实心车轴,导致空心车轴的微动磨损大于实心车轴。 展开更多

关键词 车轴 微动磨损 过盈配合 应力集中

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车轮轧制主辊开裂原因 被引量：1

14

作者 浦红 方政 +2 位作者 刘学华 牟祖茂 程志远 《理化检验（物理分册）》 CAS 2021年第6期82-85,共4页

某车轮轧制主辊(轧辊)在很短的服役时间内就发生了径向开裂。采用化学成分分析、硬度测试、低倍检验、断口分析、金相检验等方法对轧辊的开裂原因进行了分析。结果表明:该轧辊的化学成分不符合内控要求,且轧辊显微组织不佳,存在枝晶偏... 某车轮轧制主辊(轧辊)在很短的服役时间内就发生了径向开裂。采用化学成分分析、硬度测试、低倍检验、断口分析、金相检验等方法对轧辊的开裂原因进行了分析。结果表明:该轧辊的化学成分不符合内控要求,且轧辊显微组织不佳,存在枝晶偏析严重,石墨尺寸不均且球化不良,碳化物数量少、不均匀且局部网状等组织缺陷,工作面附近还存在疏松缺陷。不恰当的成分控制,不良的组织状态和内部缺陷使其抗热裂性能和抗热疲劳性能下降,导致轧辊服役极短时间就发生开裂失效。 展开更多

关键词 球墨铸钢 轧辊 开裂 热处理

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