硫化锰复合夹杂物对车轮钢疲劳性能的改善

开展了含Al_(2)O_(3)夹杂和MnS包裹Al_(2)O_(3)夹杂形成的MnS复合夹杂车轮钢疲劳性能的对比试验,研究了两种夹杂物对车轮钢疲劳性能的影响。此后,基于数值计算从材料内部相变残余拉应力和外力应力集中两个角度阐述了夹杂物对疲劳的影响机理。研究发现,MnS复合夹杂物降低了夹杂物与基体间的相变残余拉应力和外力应力集中,提高了夹杂物与基体间的变形协调能力,从而提高了疲劳裂纹萌生寿命。减小夹杂物尺寸会缓解其外力应力集中,相比于MnS复合夹杂,Al_(2)O_(3)夹杂物的直径变化更显著地影响其周围径向应力的分布。在夹杂物尺寸相近的情况下,含MnS复合夹杂物试样的疲劳寿命高于含Al_(2)O_(3)夹杂试样。

高强韧性轮辋用490CL车轮钢焊接开裂失效分析

采用闪光对焊制成的490CL车轮钢轮辋在扩口成型工序,从焊缝处开裂失效。通过宏观、微观断口形貌观察,化学成分和力学性能检测,显微组织检验,显微硬度测试及能谱成分分析,对高强韧性轮辋用490CL车轮钢焊接开裂原因进行分析。结果表明,焊缝开裂处存在一定面积的以氧化锰为主的焊接“灰斑”,降低了焊缝塑性,导致焊接好的轮辋在扩口成型时从焊缝融合线处开裂。从降低闪光留量、增加顶锻压强等方面调整焊接工艺参数,改善轮辋用490CL车轮钢焊缝质量,轮辋成型时焊缝开裂比率从1.5%降低至0.3%。

添加不同固体润滑剂铁基合金激光熔覆涂层的干滑动摩擦磨损性能

采用激光熔覆技术在CL60车轮钢表面分别制备不同含量WS_(2)(质量分数0~8.0%)和CaF_(2)(质量分数5.0%)固体润滑剂以及不同含量h-BN(质量分数0~2.0%)和CaF_(2)(质量分数0~2.0%)固体润滑剂的铁基合金涂层,对比研究了添加不同固体润滑剂铁基合金涂层的显微组织以及干滑动摩擦磨损行为和磨损机制。结果表明:所有涂层均主要由树枝晶和共晶组织组成,表面硬度均达到约800 HV,约为CL60钢的2倍。随着WS_(2)含量的增加,WS_(2)+CaF_(2)/铁基合金涂层的摩擦因数降低,磨损质量损失先降低后基本稳定,当WS_(2)质量分数为6.0%时,磨损质量损失最低,与未添加固体润滑剂的铁基合金涂层相比降低了26.7%,此时孔隙最少,磨损表面损伤轻微,磨损机制为磨粒磨损。随着h-BN含量的增加以及CaF_(2)含量的降低,h-BN+CaF_(2)/铁基合金涂层的摩擦因数与磨损质量损失均先降后增,且当CaF_(2)和h-BN的质量分数均为1.0%时,稳定摩擦因数与磨损质量损失均最小,与未添加固体润滑剂的铁基合金涂层相比,分别降低了32.7%和33.3%,此时晶粒最细小,组织最为致密,磨损表面以细小磨痕为主,磨损机制为轻微的磨粒磨损。

CL65车轮钢滚动疲劳磨损研究

利用双盘滚动磨损实验机对CL65车轮钢与U75V钢轨钢进行滚动磨损实验,研究CL65车轮钢表面出现的疲劳磨损现象。实验表明:CL65车轮钢的磨损情况由黏着磨损不断向疲劳磨损过渡。机加工表面细晶层主要出现在磨损的初始阶段,疲劳磨损裂纹的形成和扩展出现在细晶层内或细晶层与基体的界面,导致了细晶层的早期疲劳剥离。随着磨损周次的不断增加,原始片状珠光体和先共析铁素体,基体区域表层的塑性变形不断加剧,当塑性应变过大时,疲劳裂纹开始萌生,并逐渐开始向先共析铁素体区域、渗碳体与共析铁素体界面扩展。

车轮钢ER8在中性NaCl溶液中的电化学腐蚀行为

为研究ER8车轮钢在沿海中性氯盐环境下的腐蚀行为,通过电化学测试、腐蚀失重试验,结合扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)技术对ER8车轮钢在3种不同浓度中性NaCl溶液中的电化学腐蚀行为进行分析。极化曲线结果表明浸泡初期5.0%NaCl浓度下自腐蚀电流密度(Jcorr)最大,576 h后Jcorr在2.0%、3.5%NaCl浓度下均持续增大,腐蚀速率在2160 h时均大于0.12 mm/a。SEM结果显示腐蚀产物形貌主要为片状与团簇状结构,初期腐蚀产物形貌具有较多孔隙,难以阻碍Cl-与基体发生反应,2160 h时腐蚀产物结构更为均匀致密。XRD结果表明腐蚀产物主要由γ-FeOOH、α-FeOOH与Fe3O4组成。

随机轮轨动态激励对钢弹簧浮置板轨道减振性能影响分析

为分析随机轮轨不平顺对钢弹簧浮置板轨道减振性能影响,该文采用随机模拟的方法,研究了不同轨道不平顺状态下随机车轮不圆顺在浮置板轨道插入损失评估结果方面的随机特性,以及轨道不平顺发展对插入损失评价结果的影响。研究结果表明:不同轨道不平顺状态下,随机车轮不圆顺作用下隧道壁最大Z振级的插入损失离散超过10 dB,且随着轨道不平顺的发展,插入损失的样本均值和标准差均明显减小;分频插入损失统计结果显示,轨道不平顺的发展对频率低于6.3 Hz的插入损失影响更加显著,对于20 Hz以上频段的统计均值的影响并不明显。

38CrMoAl渗氮钢微晶刚玉砂轮摆线磨削工艺试验研究

在实际磨削38CrMoAl渗氮钢过程中,存在磨削烧伤情况。本文分别采用白刚玉砂轮和微晶刚玉砂轮磨削38CrMoAl渗氮钢,对比研究了不同磨料类型刚玉砂轮对磨削力和表面粗糙度的影响规律。试验结果表明:相较于白刚玉砂轮,微晶刚玉砂轮磨削时磨削力降低了14.2%。基于正交试验方法,通过微晶刚玉砂轮平面磨削试验,探究了磨削工艺参数对磨削力和工件表面粗糙度的影响。结果分析表明:磨削深度对磨削力影响最大,其次是工件进给速度和砂轮转速;对于工件表面粗糙度而言,工件进给速度的影响最大,其次是砂轮速度和磨削深度。最终采用微晶刚玉砂轮对38CrMoAl渗氮钢齿轮样件进行批次加工,结果显示无磨削烧伤发生,且磨削表面质量得到了显著提高。

钢弹簧浮置板轨道垂向动态特性及对轮轨力的影响研究

钢弹簧浮置板(steel spring floating slab, SSFS)作为一种高等减振轨道广泛铺设于我国地铁线路中,在服役过程中,该轨道在部分线路中出现了钢轨波磨问题,而轮轨动态行为对波磨形成具有较大的影响。为研究该轨道垂向动态特性及其对轮轨瞬态力的影响,建立SSFS轨道的三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型,分析在有、无车辆加载下轨道垂向位移导纳特性,模拟钢轨宽频不平顺激扰下轮轨垂向瞬态接触力的响应。结果表明:(1)无车辆加载作用下,SSFS轨道在100 Hz以下(22 Hz、43 Hz、68 Hz等)振动模态表现为钢轨和浮置板共同垂向弯曲,在100~1 400 Hz中高频段表现为钢轨相对浮置板弯曲;(2)车辆加载后,轨道导纳出现59 Hz的P2共振,及64 Hz和72 Hz的轨道整体弯曲振动峰值;(3)柔性轮轨耦合后轨道导纳受到轮对作用影响在364 Hz、489 Hz、623 Hz处出现新峰值,其中,364 Hz、489 Hz为车轮振动模态引起,623 Hz为双轮对干涉引起的钢轨弯曲模态;(4)车辆瞬态通过含60~220 mm波长钢轨不平顺的轨道时,轮轨瞬态垂向接触力在约70 Hz响应最显著,这是由轨道的整体弯曲振动模态被激发引起,该振动是SSFS轨道出现160~200 mm波长波磨的原因。

微晶陶瓷磨料砂轮磨削轴承钢实验探讨

特定的生产或试验条件下不同的磨料制作的砂轮具有不同的性能表现,为了考察市售微晶陶瓷磨料(CA)的适用性,选取四种不同品牌相近规格的CA磨料制作新型CA磨料砂轮进行磨削试验,以等效组分等量替代法采用相同的砂结比、成型、干燥等工艺技术条件,制成砂轮样品并分别编号为1^(#)~4^(#),对轴承钢工件进行磨削试验,比对磨削比、磨削功率的变化以及磨削后工件表面质量、砂轮表面形貌特征,了解该工艺技术条件下不同CA磨料制得的低温陶瓷结合剂砂轮的性能.结果表明,1^(#)和2^(#)磨料制作的砂轮综合磨削性能较好,4^(#)无明显优势,但磨削后工件表面光洁度较好,3^(#)砂轮表现不佳.

引起电梯曳引钢丝绳与曳引轮失效的原因解析

随着我国经济社会的不断发展,城市化进程的不断加快,城市中高层、超高层建筑项目日益增多,规模越来越大,电梯作为高层建筑中缺一不可的交通运输设备,在人们的日常生活和工作中发挥了重要作用,因此,在电梯使用过程中应保证电梯的安全运行性能,规避电梯安全事故风险。

环氧砂浆的三种非过流面耐磨性测试方法适用性分析

阐述了现有的非过流面耐磨性测试方法对环氧砂浆不适用的原因。通过调整三种测试方法的参数,绘制相应的磨损量-磨损时间(转数)曲线图,结合机械磨损理论的磨损过程图,分析三种非过流面耐磨性测试方法对环氧砂浆的适用性。最后,对三种非过流面耐磨性测试方法做出调整并进行适用性评价。

淬火应力引起的车轮钢焊接裂纹研究

对出现焊接裂纹的车轮钢裂纹处进行微观结构分析、能谱分析,检测结果显示,焊接热影响区晶粒长大严重,且焊接后焊缝位置从高温急冷至室温,冷却速率较快,产生了较大的淬火应力,最终在焊缝位置处产生较大面积的晶粒裂纹,导致焊接开裂。用户制作轮辋焊接工艺结束后,设定焊接电流范围为7800~9500 A、顶锻时间为0.2 s,并对焊缝位置进行空冷或者缓冷,大大提高了车轮钢产品焊接质量,降低了焊接裂纹产生的几率。

一种低碳排放钢铝复合轮毂连接方法研究

主要介绍钢制轮辋和铝合金铸造轮辐进行创造性连接的方法,达到既降低轮辋制造环节碳排放量,又不失铸造铝合金轮辐造型多样、美观属性的目的。对样轮进行可靠性试验,结果表明,该复合轮毂可靠性合格;相比传统同尺寸的铝合金轮毂,碳排放量降低超过52%,金属利用率增加14%;全序加工整体时间效率提升39%,并且具有进一步轻量化的潜力和铝轮毂外观多样性的优点。

钢铝复合辐条轮毂仿真分析与试验研究

主要介绍铝合金制轮辋和钢制辐条进行创造性连接方法,以达成铸造铝合金轮辐的造型多样、美观的属性,通过应用仿真软件进行弯曲疲劳、径向疲劳和13°冲击试验仿真分析,并将样件进行径向疲劳试验。仿真和试验结果表明,该复合轮毂试验结果合格,连接方法可行,具有推广使用价值。

UHPC提升钢桥面板纵肋-横隔板连接疲劳性能研究

文章采用有限元方法分析了钢桥面板纵肋-横隔板连接四个典型构造细节在有无UHPC铺装情况下的轮载应力响应,并对比UHPC铺装层对其疲劳性能的提升效果。研究结果表明,在无刚性铺装情况下,构造细节H、HD、LS和LZ的最不利应力分别为-82.1 MPa、28.3 MPa、43.3 MPa和-42.9 MPa;在采用50 mm厚UHPC铺装后,构造细节H、HD、LS和LZ的最不利应力分别下降为-45.6 MPa、13.0 MPa、14.7 MPa和-12.0 MPa;UHPC铺装层对钢桥面板纵肋-横隔板连接各构造细节的疲劳性能提升明显,其中构造细节LZ的疲劳寿命提升高达45.4倍。

化工转炉托轮、滚圈铸钢件的争议、选用及磨损修复

化工转炉的托轮、滚圈材料按设计规定推荐选用一般工程用铸造碳钢件ZG310-570或ZG 340-640材质,在不同规格的转炉上应用时出现磨损较快的情况。通过分析指出,按《一般工程用铸造碳钢件》规定的ZG 310-570或ZG 340-640材质化学成分和力学性能,无法确保其作为耐磨件的性能要求,可能形成检验合格而无法满足使用要求的争议。对已使用的磨损严重的一般工程用铸造碳钢件托轮,提出镶ZG 42Cr1Mo锻件外套的修复方案,保证零件的使用性能和寿命。经对比、试验,耐磨损性能明显改善,建议化工转炉托轮设计选用大型低合金钢铸件ZG42Cr1Mo。

一则曳引轮槽磨损的原因分析

电梯作为现在高层的主要运输工具,钢丝绳和曳引轮的磨损直接影响人员乘梯的舒适度及运行安全性,其磨损将引起电梯产生噪声和振动,严重影响电梯的使用寿命。曳引轮与悬挂钢丝绳间的摩擦磨损是影响电梯运行安全和寿命的重要因素。下面针对一则检验案例,从曳引轮与曳引绳的摩擦磨损出发,剖析曳引轮磨损的原因,提出了改善电梯运行安全,延长使用寿命的方法,并提出了相应的整改措施。

CL65和CL70材质车轮的抗热裂性能探究

为了探究车轮钢碳含量对车轮抗热裂纹性能的影响趋势,以CL65和CL70材质车轮为研究对象开展研究。通过高温拉伸试验确定2种车轮钢在常温至600℃范围内材料力学参数,结合实测参数在ANSYS中建立车轮有限元模型,仿真模拟停车制动过程中车轮踏面温度和轮辋周向压应力-时间历程,并通过基于单轴疲劳的定性评估模型来估算车轮热裂纹萌生寿命。结果表明:停车制动工况下CL65和CL70材质车轮的踏面温度基本一致,但CL65车轮轮辋周向压应力略小,这与车轮钢材料在弹性模量、屈服强度和线膨胀系数等参数的差异有关;仅从抗热裂纹能力角度来看,CL65车轮的热裂纹萌生寿命估算值略大,认为合理控制车轮钢碳含量有利于提高踏面的抗热裂性能。

城市轨道交通公轨合建钢箱梁桥辐射噪声的影响规律研究

列车经过钢箱梁桥时引起噪声辐射问题相比混凝土桥更为突出,对沿线居民造成的影响更大,严重影响沿线居民的日常生活。基于车辆-轨道-桥梁耦合振动理论,并结合统计能量法(SEA)建立钢箱梁结构噪声与轮轨噪声预测模型,分析钢箱梁桥的结构噪声与轮轨噪声衰减规律,明确典型及敏感场点处的噪声分布情况;定量预测分析不同轨道减振措施对钢箱梁桥周边敏感场点的噪声辐射大小。分析结果表明:钢箱梁轮轨噪声与结构噪声随水平距离的衰减规律基本一致,衰减率均为随着距离变远而变小,150 m内总衰减率轮轨噪声大于结构噪声;普通轨道结构及普通轨道结构+全封闭声屏障工况下,敏感位置处综合噪声不满足噪声增量在1 dB(A)以内的环评要求,减振垫浮置板与全封闭声屏障组合及钢弹簧浮置板与全封闭声屏障组合工况下,敏感位置综合噪声均能满足噪声增量在1 dB(A)以内的环评要求。

汽车车轮用高扩孔率热轧复相钢带的研制

设计了一种微合金化的汽车车轮用高扩孔率热轧复相钢,并对其进行了工业试制。采用金相检验、力学性能测试等方法研究了高扩孔率热轧复相钢的显微组织及力学性能。结果表明:试制产品的显微组织主要由贝氏体、铁素体构成,还分布有少量的马氏体、残余奥氏体以及弥散析出的第二相粒子,产品的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率分别超过了520,610MPa和24%,屈强比为0.85~0.87,扩孔率达到83%以上,沿板宽方向的扩孔率在10%以内波动;增加Si元素含量能明显改善扩孔性能,同时会影响产品的表面质量,将Si元素的质量分数控制在0.20%左右较为合适;试制产品具有优异的局部成形性、良好的抗疲劳性和焊接性能,在疲劳试验承载力为1700 N·m的条件下,车轮弯曲疲劳寿命达到60万次以上。