热变形对新型贝氏体车轮钢相变组织的影响.pdf

机械设计 200 OFMACHINEDESIGN 2006年8月 6年增刊 JOURNAL 热变形对新型贝氏体车轮钢相变组织的影响4 安红萍，武建国，陈慧琴，刘建生，郭会光 (太原科技大学材料科学与工程学院，山西太原030024) 摘要：车轮踏面的剥落、剥离、擦伤及车轮脆断和辋裂是影响列车运行安全的重要问题。也是制约我国列车提速进 程的关键因素之一。以新研发的贝氏体车轮钢取代传统珠光体型组织的碳锰车轮钢，可以提高车轮的抗热损伤性能。 文中利用热力模拟机研究了不同热变形参数对新型贝氏体车轮钢相变组织的影响。结果表明，合理选择热变形参数，利 用动静态再结晶机制可以有效细化转变组织，得到细小的针状马氏体和下贝氏体组织。 关键词：贝氏体车轮钢；热变形；相变组织 中图分类号：U260．331+．1文献标识码：A 文章编号：1001—2354(2006)z1—0115一02 车轮是列车的关键部件之一，车轮踏面的剥落、剥离、擦伤 设计充分考虑到铁路车轮大批量制造和使用的经济性，同时又 等热损伤的日益加剧，不仅造成车轮镟修费用的增加，更重要 使新钢种的力学性能和硬度不低于现行碳含量在0．56％一0． 的是车轮的频繁镟修大大缩短了车轮的服役寿命。主要原因 6％级别的珠光体型组织的碳钢。成功试制了低碳贝氏体组织 是车轮制动时在钢轨上滑动产生了脆性的马氏体。随着列车 的辗钢车轮。检验分析表明，新型低碳贝氏体组织辗钢车轮的 速度的提高，轮轨滑动倾向较大，车轮的服役条件较常规使用 力学性能均达到铁道标准要求。 条件发生了很大的变化，对车轮的内在质量、组织性能提出了 新型车轮钢热变形后的组织结构在冷却过程中发生相变， 更高的要求。而普通碳钢车轮在热处理高温转变时得到的珠 所以，车轮的组织和性能不仅取决于车轮热成形后的热处理机 光体型组织的轮辋踏面又不足以抵抗由此产生的热损伤。为 制(淬火+回火)，而且取决于热变形参数。车轮钢热力模拟试 此，国内外学者纷纷开发新型组织和力学性能的材料来代替传 验的热变形应力应变曲线|2o表明，车轮钢在奥氏体单相区成 统的珠光体型组织的碳锰钢车轮。文献[1]新研发了一种新型 形，具有动态再结晶型流变曲线。因此，选择合理的热变形参 的基于低碳贝氏体组织的抗热损伤辗钢车轮钢，其化学成分的 数将使组织发生动态再结晶，或变形和保温、冷却的控制相结 4 结论 (1)通过热力学模拟试验与回归分析得出该钢在不同热 力参数下的应力应变关系并分析得出了热变形参数变形温度 (r)、变形程度(s)、应变速率(善)对本构关系的影响规律。 间的关系表达式，回归得出两种新型车轮钢的激活能、应力指 数。 (3)文中所得数据及表达式可为拟订新型车轮钢热成形工 艺提供依据，对车轮生产科学化、可控化具有重要意义。 图6 应变速率对流动应力的影响 参考文献 [1]陈慧琴，郭会光，吴庆培．Mnl8Crl8N护环钢热变形特征的研究． 太原：太原重型机械