某大桥钢轨断裂原因分析

某大桥钢轨发生横向断裂。经对钢轨断口的宏观分析、显微组织观察、电子显微镜的微观分析和能谱的微区成分测定。结果表明,在轨底面中部的横截面上有一半径约7mm半圆形的疲劳裂纹区,疲劳裂纹起源于轨底面的小凹坑处,产生原因是钢轨在潮湿环境中受腐蚀而形成。在车轮应力的重复作用下,疲劳裂纹扩展而导致钢轨断裂。     

钢轨腰部裂纹原因分析

115RE钢轨在线路上仅使用了6个月就在钢轨轨腰处出现长220mm的纵向裂纹。采用宏观分析以及扫描电镜和光学显微镜进行微观分析和相关的力学性能检验等方法对裂纹出现原因进行了分析。结果表明：钢轨的材质与力学性能无问题,钢轨上的裂纹是由于在轨腰处标识炉号“2”字痕的底部形成较大的应力集中造成的。     

在线钢轨断裂原因分析

U75V热轧钢轨铺设在曲线地段使用超过3a(年),其中一支钢轨发生断裂,部分钢轨出现剥离掉块。当查找断裂原因,对断裂钢轨进行了理化检验。结果表明:轮轨接触应力过大,超过了钢轨接触疲劳强度,由于疲劳裂纹萌生和扩展的速率大于磨耗速率,在钢轨塑性变形层表面萌生并形成了疲劳裂纹,并沿变形流线方向疲劳扩展,在轮轨接触圆角处距表面2 mm处形成了疲劳核伤,在车轮的反复作用下发生了断裂。     

进口钢轨核伤原因分析

一批进口钢轨经短期服役后出现以核伤为主要形式的失效。综合分析结果表明，材质不良，强度偏低是引起钢轨接触疲劳失效的主要原因，小半径曲线钢轨为早期核伤的发生提供了条件。     

PG475kg·m^-1钢轨底裂原因分析

PG475kg·m^-1热处理钢轨在焊轨厂的焊接工序前,发现数支钢轨在轨底出现裂纹、掉块伤损。对伤损钢轨取样进行检验、分析,发现钢轨的化学成分、力学性能、显微组织及非金属夹杂物级别均符合相应技术标准要求。根据钢轨裂纹伤损特征,采用MSC·Marc软件对钢轨堆垛中的受力状态进行了仿真计算分析。结果表明：钢轨出现轨底裂纹伤损的原因是,钢轨堆垛时未按要求放平,钢轨出现倾斜,造成一侧轨底角局部受力过大,从而产生裂纹伤损。     

钢轨各部位的弯曲疲劳性能

针对实物疲劳试验不能得到钢轨各截面上的疲劳性能参数,采用材料疲劳试验方法测钢轨不同部位的疲劳性能。按GB/T 4337-1984的方法在钢轨截面上取不同部位的试样进行旋转弯曲疲劳试验,在给定的1 000×104次循环基数上来测定弯曲疲劳极限。结果表明,轨底中心部位的弯曲疲劳性能最好,而轨头中心部位的弯曲疲劳性能最低。     

不同回火温度下贝氏体热轧钢轨疲劳裂纹的扩展速率

用MTS810试验机进行了贝氏体热轧钢轨疲劳裂纹扩展速率试验,并用Paris公式分析了不同回火温度下贝氏体钢轨疲劳裂纹扩展速率试验数据。结果表明,Paris公式可以描述不同回火温度下贝氏体热轧钢轨疲劳裂纹扩展速率,并可用来预测裂纹扩展情况。     

U75V热轧钢轨伤损原因分析

U75V热轧钢轨铺设在曲线半径R=400m地段使用2a(年)多,部分钢轨出现了严重的接触疲劳裂纹及剥离掉块伤损,采用化学成分分析、扫描电镜以及能谱仪分析、光学显微镜分析等方法对钢轨伤损原因进行了分析。结果表明:钢轨出现剥离掉块和接触疲劳裂纹伤损的主要原因是轮轨接触圆角处的接触应力过大超过其接触疲劳强度,在钢轨塑性变形层表面萌生疲劳裂纹并沿变形流线方向疲劳扩展,在轮轨接触圆角处形成疲劳核伤;可通过提高冶金质量、铺设高强度等级的钢轨、改善轮轨接触关系及受力状态、对出现接触疲劳裂纹的钢轨进行打磨等措施来延长钢轨的使用寿命。     

钢轨加工开裂原因分析

60kg/m型钢轨在改制异型轨的过程中其轨腰处出现纵向裂纹.采用JSM-5600LV扫描电镜、INCA能谱仪和光学显微镜等对开裂钢轨进行了分析.结果表明,由于加热不均,造成钢轨局部区域温度过高,在钢轨腰部出现过烧、氧化和晶界熔化,并在该区域的组织中出现魏氏体组织,导致在轧制过程中轨腰处出现纵向裂纹.     

异型钢轨矫直断裂原因分析

某异型钢轨在经60kg／m热轧钢轨加工至50kg／m过渡轨后出现矫直断裂。经对钢轨断口的宏、微观检验和分析,认为,断裂裂纹起源于轨腰次表层;钢轨发生矫直断裂的原因是在加工异型钢轨的过程中,加热温度偏高,导致轨腰表层部分区域出现沿晶氧化,锻压时因轨腰表层受拉应力作用,沿晶氧化处形成微裂纹,随后矫直时轨腰三点弯曲受力,微裂纹缺陷处产生应力集中致使裂纹扩展,导致钢轨断裂。     

轴重对轮轨材料滚动磨损与损伤行为影响

利用WR-1轮轨滚动磨损实验机研究不同轴重下轮轨材料滚动磨损与损伤性能。结果表明:轮轨试样磨损率均随轴重增加呈现线性增加趋势,且钢轨试样磨损率大于车轮试样磨损率。轮轨试样硬化率均随时间呈现先增加后趋于稳定的变化趋势,轮轨试样塑变层厚度和硬化率均随轴重增加而增大,且车轮试样硬化率大于钢轨。车轮试样和钢轨试样表面损伤形貌不同,车轮试样表面表现为垂直于滚动方向的疲劳裂纹,钢轨试样表面表现为裂纹和块状剥落,轮轨试样表面损伤均随轴重增加而更加严重;车轮试样表面裂纹疲劳断裂和钢轨试样表面块状剥落形成磨屑,成分主要为Fe2O3和马氏体,随轴重增加,磨屑尺寸呈现增大趋势,但成分与含量无明显变化。     

起重机用钢轨断裂原因分析

采用金相检验、化学成分分析、力学性能测试及断口分析等方法对某起重机用钢轨的断裂原因进行了分析。结果表明:钢轨断裂为一次性脆性断裂,断裂起源于轨底的刮擦凹坑处;另刮擦凹坑处存在严重的脱碳现象,极大降低了该处材料的力学性能,加之钢轨材料的硅含量严重超标也增加了材料的脆性,从而导致在起重机行车运行过程中,钢轨轨底刮擦凹坑处产生应力集中,萌生裂纹并迅速扩展,造成钢轨脆性断裂;脱碳现象的存在说明刮擦凹坑处受热较严重,分析认为是电弧擦伤所致。     

不同滑滚比下轮轨材料损伤行为

在MMS-2A滚滑试验机上采用法向载荷120N(模拟轴重16t),转速500r/min,研究京沪高速铁路用钢轨U71MnK和车轮ER8配副在不同滑滚比下的材料损伤行为。利用SEM,EDX对不同滑滚比下的磨痕及剖面形貌和磨损表面元素进行分析。结果表明:不同滑滚比下摩擦因数变化趋势反映材料损伤的过程;轮轨材料的硬化程度随滑滚比增加而增加;不同滑滚比条件下的损伤机制不同:在近似滚动条件下,轮轨材料损伤较轻,主要为氧化磨损和局部剥落。随着滑滚比增加,轮轨材料损伤逐渐发展为疲劳磨损为主,并伴随氧化磨损和磨粒磨损,且磨粒磨损程度随滑滚比的增加而增加。     

Rail integrity management by means of ultrasonic testing

This paper discusses the monitoring of the condition of the OREX ore export line rails in South Africa. Ultrasonic testing is widely used to monitor defect development and growth as well as to plan and manage programs to ensure a high level of rail integrity. An overview of the performance and history of the line is given in terms of rail defect levels and derailments due to rail failures in relation to traffic volumes. Some of the inherent characteristics of the rails are discussed and related to the defect development. From the available data it is clear that the rails are degrading in a ‘wear‐out mode’, with increasing defect rates. The use of high technology ultrasonic testing equipment has enhanced the level of knowledge of the condition of the rails tremendously and has led to programs that actually improved the overall condition of the line and eliminated derailments due to rail defects.     

微动疲劳损伤失效分析

介绍了微动疲劳损伤失效的现象，影响因素，鉴别特征，并举例说明。     

疲劳累积损伤对发动机缸盖再制造的影响

通过对新、旧发动机缸盖取样进行疲劳试验,对比了其SN曲线,结果发现：应力幅较大时,新、旧缸盖材料的疲劳寿命相差明显;应力幅较小时,新、旧缸盖材料的疲劳寿命相差不大,表明旧发动机缸盖材料的损伤程度随着应力幅的增加而增大。因此当发动机经过再制造后,有可能因为累积损伤的原因存在安全隐患。     

基于电阻变化的3D C/SiC复合材料疲劳损伤演化

为了研究三维碳纤维编织体增强碳化硅陶瓷基复合材料(3D C/SiC)在疲劳过程中的损伤演化并建立其电阻变化率(ΔR/R₀)随疲劳周次变化的模型, 对其进行了应力比为0.1、 频率为20 Hz、 最大疲劳应力为250、 255、 260 MPa的拉-拉疲劳试验, 通过电阻增量仪器测量了连续3D C/SiC在疲劳中的电阻变化率。实验结果表明, ΔR/R₀除首次循环降低外, 随着疲劳周次的增加呈缓慢增加、 台阶式增加和急剧增加3个阶段。根据损伤力学理论, 以ΔR/R₀为损伤参量, 得到了ΔR/R₀随疲劳周次变化的模型, 该模型结果与实验结果吻合较好。      

结构风振的概率疲劳累积损伤

本文通过考虑脉动风压的随机过程性,利用风荷载的规范标定方法和结构疲劳试验结果,从结构风振随机反应分析着手,提出了基于疲劳累积损伤机制的抗风结构疲劳可靠性和寿命估计的分析方法,并通过一典型单自由度结构说明了此方法的应用。