Электронная почта
tj-marketing@tj-wheel.comАвтор:Pедактор сайта Время публикации: 2024-02-22 Происхождение:Работает
По имеющимся данным, многие железнодорожные подвижные составы во всем мире страдают от сдирания протекторов колес в процессе эксплуатации.Снятие с протектора этого протектора, аномального износа, в железнодорожной отрасли многих стран мира является серьезной проблемой и ситуация становится все более серьезной.Аномальный износ протектора колес не только увеличивает затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание, но в определенной степени даже напрямую влияет на безопасность транспортного средства.
Проблемы с зачисткой протектора железнодорожных колес можно разделить на три категории: зачистка от контактной усталости, зачистка при торможении и зачистка от задиров.Снятие торможения происходит только в условиях торможения протектора, причина в том, что плохие условия торможения приводят к термическим трещинам на поверхности протектора, вызванным абразивным износом при торможении протектора, могут возникнуть условия торможения без протектора, причина в том, что скольжение или качение между колесо и рельс ведут к поверхности протектора колеса, образованной мартенситом, вызванным устранением двух типов проблем, которые можно уменьшить за счет улучшения торможения транспортного средства и использования условий труда;В этой статье исследуется и анализируется явление контактной усталости поверхности протектора с точки зрения материала.
Основной режим работы колесной пары – это перекатывание по рельсам (фактически ползание и скольжение).Колесо через очень небольшую площадь контакта колеса с рельсом нагрузки транспортного средства, передаваемой на рельс, обычно приводит к тому, что местная нагрузка превышает предел упругости материала колеса или рельса, поверхность контакта колеса с рельсом в контактном сжимающем напряжении после многократного длительного использования действие, это вызовет контактную поверхность из-за усталостного повреждения локальной области небольших кусочков металлической зачистки, это явление усталостного повреждения называется контактной усталостью.Контактная усталость и общая усталость - это одни и те же усталостные трещины и усталостное расширение трещин в две стадии.Длительная контактная усталость считается основным механизмом разрушения контактной поверхности, подвергающейся циклическому нагружению.
Контактно-усталостные повреждения в виде точечной зачистки (питтинга), мелкой зачистки и глубокой зачистки делятся на три категории.На контактной поверхности на глубине 0,2 мм ниже игольчатых или оспенных ямок, называемых ямками;Глубина пилинга 0,2 мм ~ 0,4 мм для мелкого пилинга, мелкого пилинга, нижняя часть блока пилинга примерно параллельна контактной поверхности.Глубина глубокого шелушения и глубина слоя поверхностного армирования сопоставимы, при этом происходит большая площадь смятия поверхностного слоя.
Протектор колеса одновременно имеет рябое шелушение, мелкое шелушение и глубокое шелушение. На контактную усталость протектора колесной пары влияют многие факторы, такие как само колесо, закалка поверхности протектора, тип протектора, используемый колесом, колесо - качество поверхности контакта рельсов и условия эксплуатации транспортного средства.Автор полагает, что, по сути, это решение усталостных характеристик или состава и микроструктуры самого материала колеса.
Сам материал колеса имеет множество аспектов, которые влияют на характеристики контактной усталости колеса, такие как организационная структура материала колеса, анизотропия материала и включения в материале.Сложность организационной структуры материала приводит к очень сложному организационному фактору эффекта контактной усталости, из-за чего у исследователей организационной структуры контактной усталости взгляды на влияние также очень разные, и не существует единое понимание многих аспектов.
Железные и стальные материалы имеют нерастворенный феррит, механические свойства феррита при комнатной температуре почти такие же, как у чистого железа.Его предел прочности на растяжение составляет b для 180–280 МПа, предел текучести 0,2 для 100–170 МПа и твердость около 80HBS.Видно, что прочность и твердость феррита невысоки.Являясь слабой фазой в организации, феррит склонен стать источником усталости под действием переменных напряжений и привести к зарождению трещин, поэтому феррит оказывает пагубное влияние на контактно-усталостную долговечность, причем чем больше содержание феррита в организации, тем больше влияние на контактную усталость.
Углеродистая сталь, углерод растворен в - Fe в межузельном твердом растворе, известном как аустенит, с общей твердостью аустенита между 170 ~ 220HBS.Механические свойства аустенита, растворенный в нем углерод и размер зерен, а также его механическая стабильность будут влиять на ударную вязкость организации, тем самым влияя на долговечность контактной усталости материала.Во время усталостной деформации в остаточном аустените происходит фазовое превращение аустенита, вызванное деформацией, что может препятствовать образованию и распространению усталостных трещин.Исследование остаточного аустенита стали 18Cr2Ni4WA при контактной усталости показывает, что стабильность остаточного аустенита умеренная при самой высокой контактной усталостной долговечности.Слишком высокая стабильность остаточного аустенита приведет к недостаточной прочности, а слишком низкая стабильность остаточного аустенита приведет к недостаточной ударной вязкости.Конечно, стабильность остаточного аустенита варьируется от одного сорта материала к другому.
Количество растворенного углерода в карбюраторе в стальных материалах чрезвычайно велико, около 6,69%, что приводит к высокой твердости (от 950 до 1050 HV), но практически к нулевой пластичности и ударной вязкости.Поскольку основная армирующая фаза в стальных материалах, науглероживание в стали и другие фазы сосуществуют в чешуйчатой, сферической, сетчатой и пластинчатой форме, ее морфология и распределение свойств стали оказывают большое влияние.Например, когда в материале имеется сетчатое распределение, ударная вязкость материала снижается, а механические свойства будут значительно хуже.
Карбюрит при определенных условиях разлагается, образуя свободный графитовый углерод, а свободный углерод при определенных условиях превращается в другие карбиды.Влияние свободного углерода и карбида на контактную усталость проявляется главным образом в том, что его физические параметры (такие как модуль упругости, коэффициент расширения и т. д.) отличаются от матрицы материала, что нарушает непрерывность между двумя фазами.Процесс усталостной деформации, карбид может раствориться обратно, но большой карбид имеет эффект закупорки накопления дислокаций, кончик верхнего карбида бейнита легко подвергается концентрации напряжений, что способствует образованию трещин.Кроме того, температура растворения твердосплавного стержня выше, чем у науглероженного тела сплава, и он легко остается в нерастворенном карбиде, что приводит к значительному снижению усталостной долговечности в контакте качения.
Аустенитное эвтектическое превращение феррита и карбурита, образованное эвтектическим телом, называемым перлитом.Свойства перлита между ферритом и карбюритом, ударная вязкость лучше.Его предел прочности b составляет 750 ~ 900 МПа, твердость 180 ~ 280HBS, удлинение 20 ~ 25%, ударная нагрузка AKU составляет 24 ~ 32 Дж.Механические свойства между ферритом и науглероживанием, высокая прочность, умеренная твердость, пластичность и вязкость хорошие.Согласно соответствующим исследованиям, влияние перлита на усталостную долговечность материала не существует само по себе, а зависит от соотношения твердостей между перлитом и ферритом.Когда отношение твердости между ферритом и перлитом велико, непрерывность между двумя фазами плохая (образуя разность фаз), и усталостные трещины легко образуются на границе феррит/перлит и преимущественно расширяются вдоль границы феррит/перлит.Кроме того, усталостные характеристики горячекатаной стали с крупносетчатой ферритно-перлитной организацией плохие.
Неметаллические включения в стали оказывают большее влияние на свойства стали, в том числе хрупкие с угловатыми оксидами, а силикатные включения на контактно-усталостную долговечность являются наиболее вредными.Поскольку эти неметаллические включения разрушают непрерывность матрицы, материал в окружающей зоне растягивающего напряжения и ортогонального напряжения сдвига слабой зоны под действием циклических тяжелых нагрузок контактное напряжение и остаточные напряжения материала накладываются на каждый Другими словами, упругая энергия, сконцентрированная в области неметаллических включений, превращается в энергию деформации с образованием трещины, причем эта трещина будет расширяться в направлении максимального напряжения сдвига и возможного образования поверхностного отслаивания.Трещина будет расширяться в направлении максимального напряжения сдвига и в конечном итоге образует отслаивание поверхности.
В качестве сырья для производства колесной стали в процесс ее выплавки неизбежно вносят небольшое количество стоячих элементов (кремний, марганец, сера, фосфор) и некоторые примеси (неметаллические примеси и некоторые газы, например азот, водород, кислород).Они оказывают большее влияние на качество стали, некоторые являются полезными элементами, а другие – наоборот.Кроме того, химико-термическая обработка стали играет очень важную роль в укреплении и защите поверхности заготовки, такая как дробеструйная обработка, цементация, азотирование и т. д., что позволяет эффективно повысить твердость поверхностного слоя заготовки, стойкость к истиранию. предел выносливости и т. д., но важно подчеркнуть методы его обработки и технические требования.
Подавляющее большинство ученых, изучающих контактную усталость материалов колес при качении, обычно предполагают, что материал изотропен, но исследование показывает, что, поскольку колесо на рельсовом пути не предназначено для чистого качения, независимо от направления и положения. , железнодорожные колеса анизотропны.Анизотропия материала колеса влияет на ориентацию и положение экспериментального образца, а следовательно, на измерение прочности и других параметров материала.Полученные таким образом параметры материала особенно важны применительно к усталостному расчету.
Контактное усталостное повреждение является одним из наиболее важных видов разрушения контактных поверхностей колеса с рельсом, подвергающихся циклическому нагружению.Предложение мер по предотвращению усталостных повреждений требует хорошего понимания и знания механизмов отказа.Исследования механизма контактно-усталостного повреждения являются относительно зрелыми, но колеса в реальном использовании в рабочем состоянии сильно различаются, и их трудно объяснить теорией.
Факторы, влияющие на контактно-усталостное повреждение колес, в основном связаны с самим материалом и внешними условиями.Что касается самого материала, усилить продвижение технологии вакуумной плавки в металлургической промышленности, чтобы избежать в процессе производства сырья в круге проникновения неблагоприятных примесей (таких как S, P, оксиды, нитриды и т. д.). , но также может быть направлено на добавление некоторых полезных элементов (таких как Si, Mn, V и т. д.), уменьшение содержания углеродистого тела в материале, соотношение твердости перлита и феррита и т. д., чтобы осуществлять эффективный контроль.Учитывая внимание к этим факторам, использование дробеструйной обработки поверхности колес, цементации, азотирования;а использование соответствующей твердости и ударной вязкости материала может эффективно улучшить усталостную долговечность колеса при контакте качения.
