钢轨踏面马氏体白层组织分析

用扫描电镜(SEM)对长期运行后的U71Mn钢轨踏面马氏体白层组织进行了分析。结果得出,曲线段钢轨踏面白层较直线段白层厚度深,硬度更高。随距表面距离增加,曲线段钢轨踏面白层内原奥氏体晶粒分别呈等轴状、长条状和非常细小的等轴状,原奥氏体晶粒内的马氏体形态随深度的增加,由以片状马氏体为主逐渐转变为以板条状为主的混合马氏体;而直线段钢轨踏面白层内原奥氏体晶粒均为长条状,且长轴方向平行于踏面,原奥氏体晶粒内为以板条状马氏体为主的混合马氏体。结合分析结果和可能的运行情况,作者认为,出现上述结果的主要原因是在钢轨使用过程中,由于蠕滑等原因造成表面温度急剧升高,超过了奥氏体的形成温度,使得组织中的碳化物发生不同程度的溶解,形成的奥氏体晶粒形状和大小,以及随后的快速冷却过程中得到的马氏体形态也与这种快速冷热循环有关。

车轮轮缘块状剥落原因分析

某地铁用车轮在运行一段时间后车轮的轮缘部位出现块状剥落现象。为查明车轮轮缘块状剥落原因,采用化学成分分析、力学分析、断口观察、金相组织分析等方法进行了检验分析。结果表明,车轮轮缘部位块状剥落特征为多源高应力疲劳断裂引起的剥落,车轮轮缘浅表层的高硬度白层马氏体组织和深度达7 mm的表层复合组织是导致轮缘发生块状剥落的主要原因,表层较深的复合组织应是淬火工艺不当造成的,建议对车轮的轮缘部位制定合理的淬火工艺以避免缺陷组织的产生。

高速铁路钢轨表面伤损分析

某路段高速铁路钢轨发生伤损,主要表现为浅层状龟裂掉块。采用金相显微镜、扫描电镜、背散射电子衍射取向成像技术、透射电镜、显微硬度计等对钢轨的正常部位和伤损部位进行了分析。结果表明:钢轨踏面龟裂掉块是由于列车启动时车轮短时打滑空转,致使钢轨表面承受巨大的摩擦力,表层金属发生剧烈塑性变形,温度瞬时升高到奥氏体化温度以上进而又快速冷却,踏面局部形成厚度不大于1.0 mm的白层马氏体。白层马氏体在轮轨接触应力的反复作用下发生断裂,形成龟纹状裂纹;然后裂纹沿白层与基体界面扩展,最终导致基体浅层剥落。