加热温度对钒微合金中碳钢组织及性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子背散射(EBSD)、拉伸试验及断裂韧性试验等研究了奥氏体化加热温度对钒微合金中碳钢珠光体等温转变组织特征及强韧性的影响。结果表明:随加热温度的提高,实验钢的强度先大幅提高,在930℃时达到最大后略降。890℃时原奥氏体晶粒尺寸(AGS)细小且均匀,当加热温度为930℃及以上时,AGS显著增大且不均匀,珠光体团尺寸(PCS)的变化趋势与AGS一致。PCS对断裂韧性K_Q值的影响可用式K_Q=196.578-16.876PCS来表达。断口分析表明,珠光体团界对解理滑移带起约束作用,减小珠光体团尺寸对韧性优化有利。合理选取加热温度,控制含钒沉淀相的溶解比例,是获取较理想的组织参量及强韧性匹配的关键。     

材料种类对铁路车轮钢断裂机制的影响研究

研究使用CT30试样测量了ER6、CL60和AAR-C车轮钢的平面应变断裂韧度K_(IC),通过试验结果的有效性分析和断口观察,分析材料种类对车轮钢断裂机制的影响,研究了CT30试样测试车轮钢K_(IC的)适用性。     

高Nb-TiAl基合金板材的微观组织与力学性能

采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和力学拉伸试验等方法对粉末冶金Ti-45Al-7Nb-0.3W合金板材的微观组织以及力学性能进行了研究.结果表明,热等静压态合金的组织为近γ组织,其织构强度呈随机分布;轧态合金的组织为双态组织,板材中存在较强的{ 100}<010>立方织构和较弱的{110} <112>黄铜型织构;室温下,不同拉伸方向上该高Nb-TiAl合金板材的屈服强度在708 ～ 725 MPa之间,延伸率均不到1％;高温条件下,随温度的升高,合金板材的强度逐渐降低,延伸率逐渐升高,最高为15.6％,其塑脆性转变温度在800～850℃之间;粉末冶金Ti-45Al-7Nb-0.3W合金板材的力学性能呈现出相对较弱的各向异性,可以归因于{100}<010>立方织构.     

高碳钢铁路车轮新型热处理冷却工艺有限元模拟

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.     

辗轧工序对车轮摩擦磨损和接触疲劳性能的影响

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。     

抗表面接触疲劳剥离新型重载机车车轮的开发

踏面剥离是重载机车车轮一种普发性的表面损伤形式,直接关系到车轮镟修频次和使用寿命。基于对实际服役车轮损伤模式的识别,从协调平衡滚动接触疲劳(RCF)与磨损性能的竞争关系着手,在现有高强度级别的碳素钢车轮基础上,通过钒微合金化和与之适配的热处理工艺,开发出高屈强比的新材质机车车轮,研究了其显微组织、力学性能、循环塑性和表面接触疲劳行为。