高铁螺纹道钉板式楔横轧轧制成形的可行性分析

高铁螺纹道钉在铁路扣件系统起重要作用,在高速列车的行进过程中,承受巨大的冲击力。高铁螺纹道钉质量的好坏,直接影响到高铁运行的安全性与可靠性,因此对高铁螺纹道钉的性能要求更为苛刻。采用有限元法,对高铁螺纹道钉的轧制成形过程进行了模拟,通过对其成形过程和应变特征分析得到了高铁螺纹道钉板式楔横轧轧制成形是可行的结论。研究结果为控制高铁螺纹道钉的综合力学性能及成形质量具有重要的理论意义和工程价值。

高铁螺纹道钉钢TD16静态再结晶行为研究

利用双道次热压缩实验,在Gleeble-3500型热模拟机上研究了金属材料高铁螺纹道钉钢TD16的静态再结晶行为,分析了不同变形温度、应变、应变速率和初始晶粒尺寸对高铁螺纹道钉钢TD16的静态再结晶体积分数的影响。借助金相显微镜,对单道次热压缩后的试样进行微观组织分析,获得静态再结晶晶粒尺寸。基于实验数据进行线性回归分析确定材料的相关参数,从而建立了高铁螺纹道钉钢TD16静态再结晶的动力学模型和晶粒尺寸模型。通过不同热变形工艺参数下高铁螺纹道钉钢TD16静态再结晶动力学模型预测值与实验值的对比可知,实验数据与预测数据吻合良好,从而较好的验证了高铁螺纹道钉钢TD16动力学模型的正确性。

高铁螺纹道钉用TD16钢的动态再结晶行为

在变形温度为850~1 150℃、应变速率为0.01~10s-1下,利用Gleeble-3500型热模拟试验机对高铁螺纹道钉用TD16钢进行了高温压缩试验,研究了其动态再结晶行为,建立了动态再结晶模型并进行了试验验证。结果表明:TD16钢在试验条件下变形过程中存在动态再结晶行为,温度越低、应变速率越大,动态再结晶越不容易发生,动态再结晶晶粒越细;由动态再结晶模型预测得到的峰值应变/临界应变,ε0.5,晶粒尺寸与试验值的最大相对误差分别为7.08%,11.06%,21.3%,均吻合较好,建立的动态再结晶模型可用于预测TD16钢的动态再结晶行为。

高铁螺纹道钉钢TD16的高温塑性变形行为

采用Gleeble-3500型热模拟试验机对高铁螺纹道钉钢TD16进行热压缩变形实验,探索该材料在不同温度和应变速率条件下的热塑性变形行为。研究温度与应变速率对真应力-真应变曲线的影响规律,结合显微组织分析,阐明真应力-真应变曲线发生变化的原因。结果表明,在低应变速率下,流变应力峰值较明显,具有明显的动态再结晶特征。在较高应变速率下,峰值应力不明显,流变应力曲线属于动态回复型,未发生动态再结晶。通过回归分析,建立高铁螺纹道钉钢TD16在实验条件范围内的峰值流变应力本构关系的数学模型。所建立的流变应力本构方程与实验值吻合较好,最大相对误差为7.03%,可以用该本构方程来预测高铁螺纹道钉钢TD16的高温流变行为。