预制表面梯度应变层增强高铁制动盘的耐磨性能EI北大核心CSCD

随着客运铁路高速化,列车制动盘的磨损日益加剧,严重威胁列车服役的安全性。为了提高低碳马氏体钢制动盘的耐磨性,采用表面机械研磨处理(SMAT)技术在材料表面制备梯度组织,进而延长材料的服役寿命。结果表明:经SMAT处理后,样品表面形成厚约180μm的梯度应变层,切应变沿深度呈梯度分布。板条马氏体被挤压成塑性流线,在最表层形成亚微米晶和条状结构。微米划痕试验发现,样品表层材料的硬化率和摩擦性能随着深度呈梯度变化,耐磨性相比基体增强了1.2倍。在循环应力作用下,靠近样品表面的马氏体晶粒被细化,最表层材料的位错密度比基体提高了14.6倍,从而提高了制动盘钢的表面硬度和耐磨性。此外,与其他铁路耐磨材料相比,样品表现出较高的应变硬化速率。研究成果可为制动盘梯度应变层的工程应用提供参考。     

轴重对贝氏体车轮钢滚滑磨损及疲劳损伤行为的影响

采用滚滑接触疲劳磨损试验机以及光学显微镜、扫描电镜、显微硬度仪等研究了不同轴重下贝氏体车轮钢的滚滑磨损性能及疲劳损伤行为。结果表明：车轮样品的磨损率随着轴重的增加呈增长趋势，30 t时样品的磨损率是20 t的1.36倍。所有样品表面的损伤机制均为疲劳裂纹和黏着磨损。不同轴重下样品表面存在呈梯度分布的塑性变形层。增加轴重，车轮表层材料的变形层厚度和硬化率呈减小趋势，30 t样品的变形层厚度是20 t的0.86倍，而20 t的表面硬化率是30 t的1.04倍。平均裂纹扩展速率、疲劳裂纹扩展角度和深度随着轴重的提高而增大，20 t时样品表面产生A型裂纹，而A型和B型裂纹主要在25和30 t时形成。此外，随着轴重的增加，磨损的增加趋势弱于疲劳，疲劳损伤占据主导地位。