偏析带对贝氏体钢轨钢腐蚀磨损性能的影响

以实际使用的含有偏析带的贝氏体钢轨钢为研究对象,利用多功能摩擦磨损试验机研究贝氏体钢在不同偏析角度下腐蚀磨损性能和微观组织变化规律。控制磨损方向与成分偏析带夹角呈0°、45°以及90°,用以模拟列车直线段打滑以及曲线段晃车过程。结果表明:在45°时,腐蚀电位偏负,腐蚀电流较大,易发生腐蚀。在45°磨损时,磨损划过偏析界面,阻力较大,磨损较严重。当磨损载荷为90 N时,腐蚀磨损表面出现与偏析带走势方向一致的锈层。偏析带处较多的Cr能够促进α-FeOOH的形成,并提高锈层的致密度。

不同材质闸瓦和车轮滑动摩擦磨损试验及其结果分析

为了研究不同材质闸瓦和车轮滑动摩擦磨损性能,采用M2000型摩擦磨损试验机,针对4种材质闸瓦摩擦块与车轮钢摩擦环摩擦副,开展滑动摩擦磨损试验,试验结果表明,4种材质闸瓦摩擦块对车轮钢的体积磨损量由大到小对应的材质依次为钢轨钢、粉末冶金闸瓦、合成闸瓦、铸铁闸瓦。用扫描电镜观察4种材质闸瓦摩擦块和车轮钢摩擦环摩擦磨损试验后的摩擦环表面形貌,结果显示,摩擦环表面均出现磨粒磨损和疲劳磨损,LH2型高摩擦系数合成闸瓦和QU70型钢轨钢对车轮钢的磨损以磨粒磨损为主,高磷铸铁闸瓦和M型粉末冶金闸瓦对车轮钢的磨损以疲劳磨损为主。用能谱仪测试4种材质闸瓦摩擦块和车轮钢摩擦环摩擦磨损试验后的摩擦环表面元素,结果显示,摩擦环表面均发生氧化反应,出现闸瓦材料向车轮钢转移现象。

激光离散处理车轮钢-钢轨钢摩擦副的摩擦学性能研究

将激光离散处理前后的车轮试样分别与钢轨试样匹配,利用滚动接触摩擦磨损试验机测试各摩擦副的摩擦系数和磨损率,研究激光离散处理对轮轨摩擦副滚动接触摩擦磨损性能的影响.结果表明:车轮试样经过激光离散处理后,其抗磨损性能大幅增加,对应的轮轨试样摩擦副的摩擦系数小幅增加,其对摩钢轨试样的磨损加剧.未处理车轮试样主要发生剥层磨损并伴随轻微的疲劳磨损;处理后的车轮试样主要发生疲劳磨损并伴随轻微的剥层磨损.这是由于激光离散处理提高了车轮试样表层材料的抗塑性变形能力,从而抑制了材料的剥层磨损.各钢轨试样均发生剥层磨损,但是车轮试样经激光离散处理后,对应钢轨试样的剥层磨损加剧.

钢轨波浪形磨损的研究分析

钢轨波磨是世界各国铁路部门致力解决的极复杂的问题 ,通过对近几年相关资料的总结 ,分析了钢轨波磨领域的研究现状。介绍了当前在波磨分类、成因机理和减缓措施中存在的各种观点 ,重点讨论了波磨的形成机理和减缓措施 ,认为波磨的形成和发展有自激振动、反馈振动、接触疲劳 3个方面的原因。

基于PSO混合算法优化BP网络在钢轨磨损量预测中的应用

提出基于PSO混合算法对BP网络进行优化,改善了BP网络权阈值求解所面临的局部极值与收敛速度慢的问题。通过赫兹模拟试验方法,在JD-1轮轨模拟试验机上获得BP神经网络训练数据,运用基于PSO混合算法优化BP网络对钢轨磨损量进行拟合。结果表明:基于PSO混合算法优化BP网络对钢轨磨损量数据能够进行极好的拟合,为钢轨磨损量预测提供一种更有效的数据分析途径。

GA-BP网络在钢轨磨损量预测中的应用

基于GA算法及BP神经网络优点,将GA算法优化的BP网络应用于钢轨磨损量预测。通过赫兹模拟试验方法,在JD-1轮轨模拟试验机上获得不同曲线半径、轴重、运行速度工况下对应的钢轨磨损量,即神经网络所需样本,建立GA算法优化三层BP神经网络,对钢轨磨损量进行预测。结果表明:GA算法优化的BP神经网络对钢轨磨损量具有良好的预测性能,较好地反映了曲线半径、轴重、运行速度对钢轨磨损量的影响规律。

车速对钢轨接触疲劳伤损的影响及高速线路钢轨选用

采用专门的试验机对不同线路条件钢轨的接触疲劳伤损特点进行模拟试验研究。结果表明,车速在200 km/h以下时,随车速提高钢轨的磨损量减小、接触疲劳伤损加剧;车速达300km/h时,钢轨的磨损量和接触疲劳伤损均减轻。该试验结果得到了计算机仿真计算结果相符。通过对试验结果的分析,认为车速在200km/h以下的客货共运快速线路,宜选用强度为1100MPa级的热处理钢轨;车速达300km/h左右的高速客运专线,应考虑选用强度较低、但裂纹萌生和扩展速率较低、K(?)值相对较高的U71Mn热轧钢轨,或成分性能与之相类似的其它钢轨。

U75V货运重轨服役损伤及裂纹扩展行为研究

通过量为150 MGT的货运U75V重轨服役状态表面出现明显的磨损、裂纹、剥离掉块等损伤。硬度测试显示钢轨表层由于塑性变形已产生较大的形变强化。XRD测试和显微结构观察显示,在接触疲劳应力作用下,钢轨表层及近表层产生严重的塑性变形,表现为晶粒细化。内部生成的微裂纹和夹杂相互作用连接在一起形成扩展裂纹,裂纹扩展主要是穿晶形式。裂纹发展至某一阶段可能以纵向大角度向内扩展,导致钢轨断裂。

钢轨滚动磨损性能试验研究

在JD-1型轮轨摩擦试验机上研究了轴重与曲线半径对钢轨滚动磨损性能的影响。结果表明:轴重与曲线半径是影响钢轨磨损的主要因素。试样磨损量随着载荷的增加而增加,也随着曲线半径的减小而增加;试样表面磨损形貌随着载荷与曲线半径的改变而表现出不同的变化,其中大载荷和小曲线半径试验使钢轨试样磨损程度严重,表面容易产生较明显的塑性形变以及龟裂现象;制动力条件下滚动试样磨损更为严重。

4种成分车轮钢与U71Mn钢轨钢间的磨损行为

在轮轨磨损试验机上研究了热轧U71Mn钢轨钢和4种成分车轮钢间的摩擦磨损行为,分析了车轮钢化学成分、硬度对磨损行为及磨损机制的影响。结果表明:随着碳元素含量的提高,车轮钢显微组织中先共析铁素体含量显著减少,珠光体晶粒尺寸增大,珠光体中的渗碳体片层变厚,车轮钢的硬度也逐渐增大;随着车轮钢硬度的增大,车轮钢磨损量减少,其主要磨损机制由磨粒磨损和浅层剥层磨损向深层剥层磨损转变,钢轨钢磨损量增加,其主要磨损机制为浅层剥层磨损。

山区铁路钢轨磨损情况调查与防治技术试验研究

介绍了对实际线路钢轨现状调查的结果:随着我国五次铁路提速,铁路的超负荷运行,加上路线等原因导致铁路钢轨磨损严重．通过制定相应的抗磨损措施并进行实践操作,在对比分析基础上,得出机车合理轮缘喷脂间距能有效减缓钢轨鱼鳞伤损的发生和发展,提高钢轨防断能力,在此基础上提出适合我国山区铁路的抗磨损方法和保养措施．结论对我国铁路钢轨的养护具有参考价值．

用蠕滑中心法研究轨道几何参数对钢轨侧磨的影响

本文给出了刚性转向架模型的修正方法,给出了典型工况的计算结果图线及拟合公式,进而对不同的轨道参数对钢轨侧磨的影响进行了分析。计算结果表明,运用蠕滑中心法可以对不同的转向架、不同的轨道几何条件进行曲线通过导向力和冲角的计算。为研究钢轨侧磨的规律提供了依据,在工务部门有较好的实用性。

基于Archard磨耗模型的合金钢心轨组合辙叉道岔钢轨磨耗研究

基于Archard磨耗模型并结合有限元静动力分析方法,对重载铁路合金钢心轨组合辙叉道岔岔区钢轨垂直磨耗特性进行了研究,给出了一种研究钢轨磨耗的新方法。研究结果表明:受不同断面轮轨接触特性及轮轨力差异的影响,岔区各断面轮轨接触斑内磨耗量的大小及分布存在差异;辙叉轮载过渡区翼轨磨耗严重的机理是轮轨法向接触应力大于翼轨材料硬度的0.8倍导致了磨耗系数的突变,建议将此区域翼轨镶嵌合金钢材料或采用深度爆炸硬化技术处理;轮轨接触应力随行车速度的增加有所增加,随列车轴重的增加而大幅增加,建议有条件的情况下降低C80,C70列车的侧向过岔速度,以减缓道岔的磨耗速率。

轨钢磨损行为的试验

在实验室条件下用圆盘试样模拟了钢轨的接触条件。研究了滑差和接触应力对珠光体轨钢磨损行为的影响。通过滚磨表面下扫描电镜观察及测试,分析了磨损过程中的磨损形式及其相互作用机理。结果表明,磨损速率随滑差而增大,滑差增至4％时,达到极限摩擦系数。磨损量与滑动摩擦功呈线性关系,与滑动距离成正比。干磨条件下,表层组织发生强烈的塑性形变,使组织沿平行于表面层状分布。粘附磨损和疲劳磨损是轨钢的主要磨损形式。

列车在平直道和上坡道运行时轮轨间的粘着特性

利用JD-1型轮轨模拟试验机模拟了列车在平直道和上坡道运行时,在干态、水介质、污油介质工况下轮轨间的粘着特性。结果表明:在干态、水介质和污油介质工况下,在上坡道运行时的轮轨间的粘着系数与平直道运行时的相比分别约下降了46%,50%和24%;在平直道运行时,污油介质工况下模拟轨表面的磨痕最窄、磨损最小,水介质工况下的次之,干态工况下的磨痕最宽、磨损最大;在上坡道运行时,水介质工况下的磨痕最窄、磨损最小,干态工况下的次之,污油介质工况下的磨痕最宽,磨损最大。

钢轨钢的现状和发展趋势

本文概述了钢轨钢的研究和发展，并论述了各类钢轨钢的使用条件，化学成分，组织和力学性能的内在联系。根据重载高速铁路钢轨的特点，提出开发中碳多元合金化的高强度高韧性重轨钢。

地铁钢铝复合式第三轨/受电靴载流摩擦磨损特性研究

通过对销-盘摩擦磨损试验机的夹具和控制部分进行改进,研制出载流摩擦磨损试验装置,并采用该装置研究了地铁钢铝复合式第三轨与受电靴摩擦副之间的载流摩擦磨损特性,采用激光三维共焦扫描显微镜和电子能谱仪等微观手段,结合电接触理论分析了摩擦副的载流摩擦磨损机制.结果表明:存在1个法向压应力阈值,当试验的法向压应力大于此阈值时,摩擦系数随着电流的增加而增大,此时电流增加了机械磨损;而当法向压应力小于此阈值时,摩擦系数随着电流的增加而减小,此时电弧烧蚀材料损失量较机械磨损大;钢铝复合式第三轨的主要磨损机制为粘着磨损和磨粒磨损;钢铝复合式第三轨授流时,在一定的列车运行速度下法向压应力阈值是最佳的工作压应力,既能保证顺利授流,又使得摩擦副材料的磨损量较小,确保行车安全,降低维护频率,节约地铁运行成本.

曲线钢轨不均匀侧磨成因分析

本文对现场测得的曲线钢轨侧磨数据进行三次样条函数拟合，并用数字信号处理方法对采样数据进行处理、分析，求得钢轨侧磨不均匀程度系数（ｒ＿ｗ）及其频谱分布图。据此确定最大侧磨，点间距，为分析引起侧磨不均匀的因素提供了方法，并提出一些减缓不均匀侧磨的措施。

有无电流工况下钢铝复合轨/受电靴的摩擦磨损特性

利用改进设计的销盘摩擦磨损试验机,研究了用于地铁供电的钢铝复合轨与受电靴在有无电工况下的滑动摩擦磨损性能,对比了磨损量与摩擦因数的变化,观察和分析了微观磨损形貌,分析了其摩擦磨损机制。试验表明:电流对摩擦副的干摩擦滑动行为具有显著的影响,随着电流的增加,钢铝复合轨和受电靴的磨损质量增加,摩擦因数减小,摩擦表面出现粘着磨损、电弧烧蚀、磨粒磨损、疲劳剥落特性。

复合轨不锈钢覆层/浸金属石墨受电靴摩擦磨损特性试验

采用销—盘摩擦磨损试验机,试验了地铁钢铝复合轨的不锈钢覆层与浸金属石墨受电靴之间的载流摩擦磨损特性;采用光学显微镜、显微硬度仪和表面轮廓仪等微观手段,分析了摩擦副的磨损机制。结果表明:在相同的电流、法向载荷和相对滑动时间的条件下,随着相对运动速度的增大,复合轨与受电靴之间的载流摩擦因数减小,受电靴销试样的磨损率增大,复合轨不锈钢盘试样的硬度也略有增大,其磨损深度随之增大,但不锈钢盘试样的磨损比受电靴销试样的磨损小;受电靴的石墨材料具有的自润滑功能,改善了导电轨和受电靴之间的摩擦特性,有利于减轻磨损。