钢轨踏面硬化层超声表面波传播特性数值仿真

钢轨踏面硬化层的存在会影响超声表面波传播特性和缺陷检测结果。对此,本文对踏面硬化层-基体双层介质中的表面波传播特性进行了时域有限差分数值仿真。结果表明:两层声阻抗差异相同时,表面波幅值随硬化层厚度的增大而增大。声阻抗增加,层厚对幅值的影响更加显著。硬化层厚度相同时,表面波幅值随横波声阻抗的增大而减小。厚度增加,声阻抗对幅值的影响逐渐减弱。厚度增至2λ后,横波声阻抗对表面波幅值影响可忽略。     

钢轨踏面斜裂纹低频表面波检测方法

利用有限元数值方法模拟钢轨踏面裂纹和表面波在裂纹处的散射及波形转换,用表面波频谱法对裂纹进行定量分析。分别在试块和60kg/m的钢轨上加工裂纹,对模拟结果进行试验验证。结果表明,表面开口裂纹对表面波具有低通效应,表面波的高频截止频率与裂纹的深度近似成反比。     

钢轨踏面电磁超声检测信号处理方法

针对钢轨踏面电磁超声检测信号幅值小、信噪比低的问题,研究适用于电磁超声的数字信号处理方法,利用小波变换对信号进行消噪处理,通过希尔伯特变换提取信号包络,并对处理后的数据进行超声成像。采用LabWindows/CVI和Matlab混合编程的方式设计上位机数据分析软件。试验表明,该方法显著提高了电磁超声回波信号的信噪比,能有效地检测钢轨踏面缺陷并进行定位。     

钢轨踏面工在线非检测的研究

本文简述了电磁检测硬度的机理,利用电磁无 地钢轨双频淬火后的全长连续接触硬度检测进行测试研究,对钢轨纵向硬度的区分度已达铁道部部标准。对该研究成果转化为生产力进行了初步探讨。     

钢轨踏面裂纹的表面波B扫描成像检测

用超声表面波来检测钢轨踏面裂纹,设计和加工了具有不同深度的裂纹试样。采用频率为0．5MHz的表面波探头对裂纹试样进行B扫描成像检测。为克服钢轨中传播的多模式表面波导致检测图像分辨率低的缺点,采用对A扫描信号移位叠加的方法对图像进行了处理。此方法不仅能对表面裂纹进行较精确的定位,也能定性区分表面裂纹的深度。     

钢轨踏面硬度在线非接触检测的研究

本文简述了电磁检测硬度的机理,利用电磁无损检测对钢轨双频淬火后的全长连续接触硬度检测进行测试研究,对钢轨纵向硬度的区分度已达铁道部部标准。对该研究成果转化为生产力进行了初步探讨。     

稀土对BNb钢轨踏面区内耗谱的影响

测量了放置1年(1a)的BNbRE和BNb钢供货(即热轧)态重轨踏面区样品及其700℃，30min，水冷(W．C．)室温变形样品的内耗．结果表明，两种钢的热轧态样品均有Snoek-Ke-Koester(SKK)峰，但内耗有较明显的差异：BNb钢轨的SKK峰明显高于、也宽于BNbRE钢的SKK峰，前者的峰温较后者约高20℃；但前者没有Snoek峰，后者则有该峰．两种钢变形样品的SKK峰大体相同．同时，测量了放置2年(2a)的两种钢轨的供货样品和变形样品的内耗，结果与放置1a的样品有明显不同。     

重轨踏面缺陷分析

采用光学金相显微镜和电子探针分析仪等测试方法对U71Mn重轨踏面发纹，缺损和小裂口缺陷进行了分析。结果表明，发防纹缺陷是由方坯表面气孔经高温加热→轧制演变成的。缺损和小裂口则是因重轨踏面局部熔融所造成的。     

马氏体不锈钢堆焊层组织和耐冲蚀性能

采用2Cr13和经过V、Ti、Nb、N微合金化改性处理的1Cr13马氏体不锈钢进行埋弧堆焊试验,分析微合金元素和热处理工艺对马氏体不锈钢堆焊层显微组织和耐冲蚀性能的影响。研究结果表明:微合金元素V、Ti、Nb与C、N在奥氏体形核初期形成大量颗粒细小、弥散分布的稳定化合物,使堆焊层金属的晶粒得到细化;奥氏体晶粒稳定后,这些化合物又起到析出强化的作用;回火后,部分碳化合物在马氏体板条间析出,起到了二次强化的作用,同时降低马氏体中的碳含量,改善基体韧性。较好的基体强韧性配合最终提高了材料的耐冲蚀性。     

U71Mn钢轨闪光焊接头马氏体组织成因及处理措施

马氏体组织作为U71Mn钢轨闪光焊接头中的异常组织,会影响接头的安全性能,故需对其产生原因和处理措施进行研究。以未经正火处理的U71Mn钢轨闪光焊接头为研究对象,利用Gleeble-1500D热模拟试验机对其进行一次正火处理和二次正火处理,利用光学显微镜和扫描电镜对其热处理前后的显微组织和元素成分进行分析,探讨了马氏体组织在U71Mn钢轨闪光焊接头的分布规律和产生原因,提出了相应的处理措施,并进行了现场验证。结果表明,U71Mn钢轨闪光焊接头中马氏体的分布规律与C和Mn元素偏析具有一致性,马氏体主要出现在富锰富碳区,其中Mn含量可达母材的两倍以上;闪光焊会加剧U71Mn钢轨中的Mn元素偏析,正火处理对U71Mn钢轨闪光焊接头中Mn元素偏析的改善效果并不明显,但可加速C元素的扩散,从而在一定程度上减轻马氏体的出现程度;降低U71Mn钢轨中的Mn含量,并配以合适的正火处理,能够极大消除甚至避免闪光焊接头中马氏体的出现。     

车轮踏面参数检测系统的误差分析

针对车轮踏面参数检测系统的车轮轴线与回转中心的偏心、传感器测量方向不通过回转中心、传感器测量方向与测量面呈交角和车轮轴线与回转中心倾斜等误差因素,建立车轮踏面参数检测系统的误差因素影响模型,分析比较了各误差因素对车轮踏面参数测量值的影响。利用Pro/E软件建立LMA型标准车轮的三维几何模型,并设置模拟采样参数和进行切面采样,通过MATLAB软件对采样数据进行仿真分析。结果表明,仿真结果与设定值一致。     

动态感应加热消除轨面堆焊热影响区马氏体组织

采用动态感应加热的方法消除了U71Mn钢轨轨面堆焊后热影响区的马氏体组织.通过光学显微组织分析和显微硬度测试对马氏体组织的消除效果进行了识别.结果表明,U71Mn钢轨在冷焊的工艺下,热影响区内会产生裂纹,显微组织为马氏体组织.随着预热和后热温度的提高,马氏体组织的消除效果越加明显.当预热温度为320℃,后热温度为550℃时可以完全避免热影响区内马氏体组织的形成,生成比母材珠光体晶粒细小的索氏体组织,热影响区的硬度分布均匀.     

浅谈渗碳层非马氏体组织的形成原因及优化措施

介绍了渗层表面非马氏体组织形成的机理,提出优化改善的几点措施。认为选择性氧化是非马氏体形成的本质原因,Ellingham氧势图作为冶金物理化学的一个基础工具同样适用于化学热处理。     

马氏体球墨铸铁热浸镀铝层在重熔过程中的组织与性能变化

以球墨铸铁热浸镀铝为材料,对其进行氩弧重熔处理,研究处理前后的微观组织和性能变化。结果表明,氩弧重熔处理后,球墨铸铁热浸镀铝表面的富铝层和扩散层界线消失,微观组织过渡平缓。氩弧重熔处理后,试样的硬度明显提高,最大为900 HV。     

铸钢车轮踏面夹渣缺陷分析与防止

对铸钢车轮踏面夹渣样品的特征及成分、钢的熔炼过程进行了分析,确认夹渣是钢液中的氧化渣与脱氧产物化合而成,其主要成分为低熔点锰铝硅酸盐。采用氧化渣出钢的单渣法炼钢,钢液过氧化程度高,硅脱氧产物与氧化渣反应,钢液中形成大量锰铝硅酸盐复合低熔点渣,上浮不充分,浇注过程随钢液进入车轮型腔至踏面位置,因石墨的急冷作用迅速结壳,凝固后形成踏面夹渣缺陷。通过控制氧化期吹氧强度并改进熔炼操作方式,踏面夹渣缺陷产生几率明显降低。     

车轮踏面参数检测误差分析与GUI设计

针对车轮踏面参数检测准确性问题,分析踏面检测的影响因素,建立车轮踏面参数检测系统的误差分析模型。设计基于MATLAB的车轮踏面参数检测误差分析、踏面参数数据分析和小波工具箱信号处理的GUI可视化界面,并进行仿真分析。GUI可视化界面的设计,旨在掌握各误差因素对车轮踏面参数检测的影响程度及查看检测结果的数据及图形,为提高车轮踏面参数检测的准确性奠定理论基础。     

马氏体组织形貌形成机理

研究马氏体组织形貌形成机理具有重要的理论意义和工程价值。马氏体的形貌复杂,有板条状、片状、蝶状、薄片状、针状、透镜片状、隐晶状等;以往以切变机制衍生的各类学说解释马氏体组织形貌的成因,均不正确。实验研究表明,奥氏体→马氏体相变时的体积应变能是影响马氏体组织形貌的主要原因。马氏体的形核-长大是按照能量消耗最小的途径进行的,沿着应变能最小的晶向、晶面长大,形成不同的马氏体组织形貌。隐晶马氏体也是条片状,其形成与奥氏体晶粒内的成分不均匀性有关。     

稀土对钢轨耐磨堆焊层金属组织及韧性的影响

对不同稀土含量的自保护药芯焊丝堆焊层金属进行了室温冲击试验和金相组织观察;并对冲击断口形貌进行了扫描电镜(SEM)分析和夹杂物的能谱(EDS)分析,同时对夹杂物生成自由能进行了计算。结果表明,随稀土的增加,焊缝冲击韧性先增加后降低,加入4%的稀土,具有良好的晶粒尺寸和分布,冲击韧性最高;加入量超过8%时,形成的稀土硫化物、稀土氧化物残存于焊缝中形成夹杂,焊缝冲击韧性降低。热力学计算得到了几种夹杂物的生成先后顺序,从另一个角度解释了稀土的净化除杂作用。     

实验用贝氏体钢轨组织和性能分析

对新型实验贝氏体钢轨的力学性能、显微组织进行研究,对比热轧状态和热处理回火状态下钢轨的力学性能和显微组织变化,探讨了该实验钢轨对缺口的敏感性。结果表明,该新型实验贝氏体钢轨在室温下具有很高的抗拉强度和屈服强度,并具有较高塑韧性,缺口敏感性低。热轧和回火的试验贝氏体钢轨显微组织为贝氏体+马氏体-奥氏体岛(B+M-A组织),贝氏体呈针、杆状形态分布,属上贝氏体。300℃回火后钢轨塑韧性有所提高,缺口敏感性降低,组织中M-A组织量减少。