高速列车车轮材料研究的综述

介绍了欧洲和日本高速列车车轮用钢研究与发展,综述了国内高速列车车轮用钢选用方面的研究成果.舍碳量约为0.5%并添加少量微合金元素的试验钢具有良好的强韧性和抗剥离性能,适合我国高速列车车轮用钢.     

热处理对35CrMnSi钢铸锭车轮性能的影响

利用Ｆｏｒｍａｓｔｏｒ－Ｄｉｇｉｔａｌ全自动相变仪,测定了ＺＧ３５ＣｒＭｎＳｉ钢的临界点,研究了ＺＧ３５ＣｒＭｎＳｉ钢车轮的热处理工艺,组织和性能,结果表明,经热处理报的车轮,硬度在ＨＢ２８０－ＨＢ３００时,可满足其使用性能的要求。     

碳、硅含量对重载车轮钢显微组织的影响

利用金相显微术、扫描电镜、透射电镜以及X射线衍射测量技术研究碳、硅含量对重载车轮钢显微组织的影响。结果表明:重载车轮钢的显微组织由珠光体和少量先共析铁素体组成,适当降低碳含量、增加硅含量不仅使珠光体含量减少,而且导致珠光体的片层间距增大;与珠光体团内层片状组织相比,珠光体团界处的渗碳体不再呈片状、而是以颗粒状不连续分布,同时渗碳体含量相对较少。     

车轮钢大型夹杂形成机理研究

通过冷态试验，提出车轮钢中大型夹杂物的形成机理，一是浇注前期钢水从直孔型模底砖冲入模内后，会在中心液面上形成峰涌现象，将浮在液面上的大型夹杂物推向钢锭四周的凝固前沿，造成钢锭四周大型夹杂物富集带。另一是浇注后期，钢锭液面由于散热温度降低，钢水会信托浮在液面的大闪杂物进行非均质形核、凝固，当包裹着大型夹杂物的凝固层达到一定的体积后，其比重大于钢水的比重时，就会沉入锭底，形成沉积锥大型夹杂物分布带。本     

车轮钢大型夹杂形成机理研究

通过冷态试验,提出车轮钢中大型夹杂物的形成机理,一是浇注前期钢水从直孔型模底砖冲入模内后,会在中心液面上形成峰涌现象,将浮在液面上的大型夹杂物推向钢锭四周的凝固前沿,造成钢锭四周大型夹杂物富集带。另一是浇注后期,钢锭液面由于散热温度降低,钢水会依托浮在液面的大型夹杂物进行非均质形核、凝固,当包裹着大型夹杂物的凝固层达到一定的体积后,其比重大于钢水的比重时,就会沉入锭底,形成沉积锥大型夹杂物分布带。本文根据大型夹杂物形成机理,在生产中采取了相应的改进措施,使夹杂废品率由５．０７％降到２．０５％,下降了５０．６９％。     

酸雨腐蚀对混凝土材料断裂特性的影响

为研究酸雨腐蚀环境下混凝土断裂性能的劣化情况而进行混凝土的实验室加速腐蚀实验,并通过三点弯曲试验及电测法获得了不同腐蚀程度混凝土的起裂荷载、最大荷载以及试件的弹性模量和断裂韧度的劣化情况,同时借助电镜扫描获取腐蚀混凝土裂尖的劣化样貌。在模拟酸雨环境下,混凝土裂纹尖端的腐蚀深度随着侵蚀时间的持续而逐渐增长,裂纹尖端混凝土将发生结构性的损伤,混凝土材料松弛并产生微裂隙,这将直接影响混凝土裂尖的抗裂能力。与水中浸泡试件相比,腐蚀试件的抗裂能力发生显著的退化;在不同pH值的模拟酸雨环境中,试件的起裂荷载与最大荷载都随着腐蚀时间的增加而呈现先增长而后降低的趋势;随着腐蚀程度的增加,起裂荷载则会加速劣化。混凝土断裂韧度随腐蚀时间先增大后减小;溶液pH值越低,断裂韧度的增长周期越短,最终的损失也越大。H⁺和SO₄^2-使裂尖混凝土发生复杂的物理化学变化,直接弱化混凝土的抗裂能力。混凝土断裂韧度劣化率随裂尖腐蚀深度呈现出抛物线式的发展态势。     

高速车轮钢断裂韧性与组织结构的关系

以CLSOD车轮钢为研究对象,对断裂韧性水平不同的试样断口进行显微组织分析,研究组织中晶粒尺寸、铁素体含量、珠光体片层间距对材料断裂韧性的影响。结果表明,车轮钢断裂韧性随着平均晶粒尺寸、5％最大平均晶粒尺寸的增大而降低,晶粒越均匀,断裂韧性越高;断裂韧性起初随铁素体含量的增加而增大,达到一个峰值后随着铁素体含量的增加而减小;在珠光体片层间距为0．13-0．16μm的范围内,断裂韧性与珠光体片层间距的相关性不大。     

控制车轮钢硫含量试验研究

随着对车轮技术研究的不断深入,硫化物可作为钢中氩致缺陷的"氢陷阱"理论被提出,在不断提高钢的纯洁度的同时,硫含量的控制已经不再是越低越好.马钢积极开展了控制车轮钢硫含量的试验研究,结果表明,采用真空后喂硫铁线工艺具有硫铁线回收率高,平均达85.7%,硫含量控制稳定的特点.通过对硫含量对车轮性能、内在质量影响的研究,提出了车轮钢硫含量宜控制在0.008～0.015%内的建议.     

石油管Ⅰ型裂纹断裂韧度与屈服强度的相关性研究

利用MTS810材料试验机和ZBC2302-D型示波冲击试验机,对8种型号的石油管材料进行拉伸和冲击性能测试;引入断裂韧度的求解方法,获得相应的屈服强度和断裂韧度等试验数据,并通过试验数据分析石油管材料断裂韧度与屈服强度的关系。研究表明,随着屈服强度的增加,断裂韧度相应增大,但并非呈现出良好的单调递增线性关系,而是呈台阶性递增。基于特征值关系式,通过测试材料屈服强度来估算材料断裂韧度。     

车轮钢精炼-连铸过程氢含量变化规律现场试验研究

采用离线测定的方式对车轮钢精炼-连铸过程氢含量的变化规律进行了现场试验,确定车轮钢增氢的关键环节,为制定车轮钢防增氢措施提供依据。     

重载车轮钢显微组织与氢渗透特性

利用金相显微术、扫描电镜、透射电镜以及X射线衍射测量技术研究1种重载车轮钢的显微组织,采用电化学方法探讨它的氢渗透特性.研究表明,实验用重载车轮钢的显微组织由质量分数分别为95.7％的层片状珠光体和4.3％的先共析铁素体组成,20℃时氢在实验钢中的扩散系数D0为1.96×10-6 cm2·s-1,该钢产生氢鼓泡的临界氢质量分数为3.64×10-6.     

脆性材料浅裂纹断裂韧度的有限元研究

脆性材料的浅裂纹问题是工程界普遍关注的问题,许多文献的试验表明:脆性材料浅裂纹的断裂韧度低于深裂纹时的断裂韧度,本文通过理论分析和有限元计算,对这一问题进行了讨论。     

硅灰对冻融环境下混凝土断裂损伤的影响

依据GBJ82-85混凝土快速冻融循环试验方法,采用四点弯曲试验法分析了不同冻融循环条件下引气剂对普通混凝土及硅灰混凝土断裂韧度、断裂能及抗压强度的影响;对混凝土断裂面进行了形貌分析,利用扫描电镜进行混凝土内部微观结构分析.结果表明,随冻融循环次数的增加,未掺引气剂的混凝土的断裂韧度、断裂能及相对动弹模损失率呈明显下降趋势;混凝土随冻融循环次数增加损伤程度增大.相同条件下,普通混凝土较之硅灰混凝土的抗冻性差;引气剂能够大幅度降低由于冻融循环造成的混凝土内部结构的损伤,提高混凝土的抗冻性.     

90t LF-VD(EMS)处理车轮轮箍钢

介绍了马钢90tLF－VD（EMS）钢包精炼炉处理车轮轮箍钢的基本工艺情况．工业试验结果表明，在尚未进行真空处理条件下，该工艺使车轮轮箍钢的冶金质量达到国家标准（GB8601－88、GB8602－88）A级产品要求；钢中氧含量最低已达10．70×10－6，平均为15．9×10－6；氧化物夹杂总量平均为0．00175％；钢中硫含量平均0．015％，最低已达0．002％；磷含量平均为0．016％，最低为0．009％，精炼过程无钢水回磷现象；车轮轮箍钢的低温冲击韧性（－40℃、－60℃）与喷粉工艺和普通工艺相比提高了50％以上．讨论了精炼工艺的若干问题．     

屈服强度对32CrNiMoV钢断裂行为的影响

研究了屈服强度σ0.2对32CrNiMoV钢断裂行为的影响，结果表明屈服强度σ0.2对疲劳裂纹扩展门槛应力强度△Kth，断裂韧性KIC和冲击韧性αK都有较强的影响。     

Q460钢基于微观机制的延性断裂判据研究

基于微观机制的断裂模型可用来预测钢结构的延性断裂.为校准Q460钢的微观断裂模型参数,进行了材料试验和对应的有限元分析,以及断口的扫描电镜试验.试件由Q460钢板焊接节点抽取的母材和熔敷金属圆棒制作而成.用自编的VUMAT子程序,分别以校准的应力修正临界应变模型(SMCS)和空穴扩张模型(VGM)为断裂判据,分析了18个圆周平滑槽口单向拉伸试件的开裂全过程,得到了裂后荷载位移曲线,其与试验结果吻合较好,验证了SMCS和VGM模型用于节点裂后路径分析的可行性.     

柴油机球墨铸铁曲轴的早期断裂机制研究

采用化学成分分析、金相检测、宏观与微观断口形貌分析等方法，对柴油机QT600-3球墨铸铁曲轴的早期断裂机制进行了分析研究．结果表明，轴颈圆角处的表面氧化皮及显微裂纹是引起疲劳开裂的主要原因，淬火组织缺陷诱发裂纹源的形成，对曲轴早期断裂也有一定的影响，断裂机制为解理与准解理断裂，具有典型的脆性断裂特征。