温度对动车组车轮钢服役次生疲劳裂纹起裂扩展特性影响

作     者：方修洋 黄伟 王俊国 FANG Xiuyang;HUANG Wei;WANG Junguo

作者机构：西南交通大学机械工程学院 

出 版 物：《中国机械工程》 (China Mechanical Engineering)

年 卷 期：2020年第31卷第3期

页      面：261-266页

核心收录：

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2015CB654801) 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2682017CX033) 四川省青年科技创新团队专项计划资助项目(2017TD0017) 

主　　题：车轮钢 疲劳裂纹扩展 次生裂纹 服役温度 

摘      要：高速动车组车轮材料在严酷服役温度条件下的抗疲劳裂纹起裂与扩展能力是制定车轮合理维修周期和进行服役寿命评估的基础。选用高速动车组用ER8C车轮钢作为研究对象,对其在-60~60℃服役温度范围内进行了应力疲劳试验及疲劳失效机制探讨。结果表明:随着测试温度的升高,轮辋、轮辐材料疲劳寿命均呈现出显著缩短趋势;在较高的服役温度条件下,试样出现了半椭圆形的次生疲劳裂纹起裂扩展形貌特征,且由于轮辋与轮辐不同位置材料强度韧性的差异,使得产生次生疲劳裂纹起裂扩展形貌特征所对应的温度条件不同,对于轮辋材料,当试验温度升高到50℃时,试样开始产生次生疲劳裂纹,而对于轮辐材料,当试验温度升高到30℃时,试样便开始产生次生疲劳裂纹;通过对主次生疲劳裂纹的扩展特性比较分析可知,随着应力强度因子幅值的增大,材料微观薄弱区域由珠光体片层层间转变为珠光体团晶粒边界。