75kg/m热处理钢轨断裂原因分析

某线路发生一起PD3 75Kg／m热处理钢轨横向断裂。采用光学和电子显微镜及能谱仪对断裂钢轨进行了宏、微观分析。结果表明,钢轨轨头踏面表层为厚约2～3mm、硬度为498HV的马氏体组织;次表层为厚约3mm、硬度为312HV的回火索氏体组织;里层是硬度为380HV的细珠光体组织(即钢轨的正常组织)。钢轨轨头踏面表层的马氏体是用KD286焊条对钢轨进行堆焊所形成,次表层的回火索氏体是堆焊时热影响造成。在车轮力的作用下,表层与次表层的交界处产生裂纹,随后裂纹不断扩展而导致钢轨断裂。     

某高速铁路钢轨伤损原因分析

某城际高速铁路开通运营仅约半年,使用的U71MnG60kg／m热轧钢轨在某车站列车进站端的半径为600m的一曲线路段上随机出现多处严重轨头踏面掉块伤损。经对钢轨伤损状态的分析以及化学成分分析、拉伸性能测试和金相检验对掉块伤损的原因进行了分析。结果表明：钢轨轨头踏面的掉块伤损是由其表层的马氏体组织造成,而马氏体组织的产生则是因列车车轮对钢轨的严重摩擦所引起的。     

铁路钢轨打磨目标型面研究

提出一种基于轮轨接触界面法向间隙的钢轨踏面设计方法,寻找了重载线路上较小轮轨接触应力水平的钢轨打磨目标型面,为新铺设钢轨预打磨及预防性打磨方案的设计提供理论依据。根据三维非赫兹滚动接触理论寻找了轨头的优化范围,在此范围内能保证轮对动态横移过程中,轮轨接触点附近最小法向间隙的钢轨轨头外形。针对重载线路轮轨伤损严重的问题,利用目前的方法对现有的60kg/m钢轨进行了优化设计。利用车辆-轨道耦合动力学理论及三维弹性体非赫兹滚动接触理论对优化前后钢轨踏面与原车轮接触时静态接触性能及动态接触性能进行了分析。结果表明,优化后轮轨界面之间具有较好的"共形"接触特性,在不降低车轮其他动力学性能的情况下,钢轨踏面优化后的轮轨接触应力显著地降低,并且使左右轮轨磨耗程度趋于均衡,可以有效降低轮轨磨耗与滚动接触疲劳。     

PG4热处理钢轨落锤断裂原因分析

采用体视显微镜、光学显微镜和扫描电镜等仪器分析了PG4热处理钢轨母材落锤试验不合格的原因。结果表明:落锤断裂钢轨的断裂均起源于轨底角圆弧过渡处的表面薄层马氏体组织区域;由于钢轨在输送过程中其轨底角与输送辊道轮缘根部磨损台阶接触形成滑动摩擦,摩擦热导致局部金属温度瞬时升高并达到奥氏体化温度,随后快速冷却生成了硬而脆的马氏体组织,致使钢轨母材在锤重1000kg和锤高6.4m条件下落锤1锤即发生断裂。     

QU80起重机钢轨断裂原因分析

某U71Mn QU80起重机钢轨经铝热焊焊接后仅使用一个月就发生了断裂失效。对断裂钢轨的化学成分、力学性能、低倍组织和显微组织等进行了分析,以找出起重机钢轨断裂的原因。结果表明:起重机钢轨在进行铝热焊焊接时,铝热焊焊剂形成的钢液发生了溢漏,滴落聚集在钢轨轨底边缘处,熔融形成了宽度约为4 mm的弧形缺口;形成的弧形缺口成为应力集中点,在使用过程中受到起重机车轮的反复作用,最终导致钢轨在缺口处发生了早期断裂失效。     

贝氏体钢轨矫直断裂失效分析

采用宏观及微观断口分析、化学成分分析、硬度测试及金相检验等方法,对某贝氏体钢轨在矫直时发生断裂的原因进行了分析。结果表明:造成该贝氏体钢轨矫直断裂的主要原因是其显微组织中存在大量的针状马氏体晶间脆性组织,当钢轨受到矫直外力作用时,便从马氏体脆性相应力集中部位的夹杂物处开始起裂,裂纹沿脆性晶界迅速扩展最终导致断裂。     

钢轨断裂原因分析

钢轨在卸车过程中发生断裂。采用金相检验的方法对钢轨轨底角部位的弧形凹坑断口和凹坑四周的熔融状凸出物进行了检验分析。结果表明,手工电弧焊时意外在钢轨底部产生瞬时接触电流,随即产生的高温在轨底电弧区形成凹坑缺口并发生马氏体相变。凹坑缺口成为应力集中点,当钢轨从1.5 m高的平板车摔（落）下即从缺口处发生断裂。     

钢轨横截面出现斑痕的原因分析

焊接前的钢轨横截面在打磨过程中出现斑痕。经手提式硬度计检测，钢轨横截面硬度异常，疑是局部偏析或夹杂物等缺陷所致。通过取样检验，钢轨横截面试样正反两面的低倍组织，一面有斑痕，另一面无斑痕；经硬度测定和金相检验，认为钢轨横截面出现的斑痕是因打磨量控制不当，造成钢轨打磨面局部表层温度急剧升高，因钢轨母材仍处于常温状态，使打磨面表层快速冷却产生了马氏体组织转变，致使该面出现斑痕。     

插销法研究自保护焊U75V钢轨的冷裂敏感性

采用插销试验法研究了JDHS-38#自保护药芯焊丝焊接U75V钢轨的冷裂敏感性,评估了预热温度、线能量、焊道数3个因素对U75V钢轨临界断裂应力的影响.结果表明,现场对钢轨施焊时,采取250℃的预热温度,14 kJ/cm左右的线能量,双层焊等措施可以使钢轨接头热影响区少产生甚至不产生焊接冷裂纹,使其临界断裂应力达646 MPa,与抗拉强度相当.若采用其他工艺参数,临界断裂应力较低,且当拘束拉伸应力高于抗拉强度时,于热影响区发生氢致断裂.焊接接头过热区组织主要为马氏体、贝氏体,断口显微形貌主要为河流花样、泥状花样及爪状花样.     

线路钢轨断裂分析

湘桂线发生一起PD3钢轨横向断裂。经对钢轨断口的宏观分析，以及用光学显微镜进行金相分析、电子显微镜的断口微观分析和能谱微区成分测定。结果表明，钢轨轨底下表面中部有一沿钢轨纵向长17mm、宽12mm、深约3mm的外伤凹坑缺陷，凹坑底部有一层厚度不均的、最厚约1．0mm的铜铁合金熔融层，再往里是厚度达1．0mm的马氏体组织层。凹坑缺陷及其凹坑底部的铜铁合金熔融层的产生，是由于钢轨进行接触焊时在电极板与钢轨底面之间接触不良所产生的电打火造成。裂纹就起源于铜铁合金熔融层，然后裂纹快速向轨腰和轨头方向扩展造成钢轨横向断梨．     

KNR860C车轮崩裂原因分析

KNR860C车轮在运行过程中发生大块裂损事故。为确定车轮失效原因，对其进行解剖检验分析。踏面酸洗后出现多条横向裂纹，断裂起源于踏面表面，源区微观形貌为沿晶断。通过对缺陷的金相分析，认为，踏面存在的马氏体、球状珠光体组织及热裂纹是长期受到强烈的热影响造成的，断裂源区位于热影响区较深的区域；车轮的崩裂是由热裂引起的。     

钢轨断裂原因分析

采用电子显微镜和光学显微镜对一横向断裂钢轨进行了宏，微观检验，结果表明，钢轨断裂起源于轨底一侧轨脚外伤缺陷处，而外伤缺陷是由于使用乙炔火焰误切割钢轨并使其形成硬而脆的非正常组织-马氏体和菜氏体所致。     

钢轨踏面掉块原因分析

U71Mn（60kg／m）钢轨铺设在主干线与车站进出口联接处使用50多d（天）后出现踏面掉块。采用化学成分分析、宏观和微观检验等方法分析其掉块原因。结果表明：列车高速运行时突遇偶发事故而采用紧急制动措施,强大的制动力造成列车车轮与钢轨踏面之间的摩擦致使该区域突然升温而后又降温,进而发生相变生成马氏体并形成裂纹。随后在车轮的反复碾压作用下最终造成钢轨踏面掉块。     

Premature failure of steel gantry crane wheels

A metallurgical failure analysis was performed on a set of carbon steel gantry crane wheels following observation of excessive damage to the central tread surfaces. Rolling contact fatigue was considered as a possible failure mechanism due to the presence of what appeared to be spalling. Metallographic evaluation and hardness testing revealed that portions of the wheel tread surface had not reached the specified case hardness during heat treatment, leaving the tread surface edges in a near normalized condition. Continual contact with the rail during service allowed for plastic flow of the softer materials across the surface, resulting in the observed damage.     

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。