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人工缺陷下感应淬火重载铁路车轴损伤容限评价

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表面技术 2024年

作者：吴鹏程高杰维赵海于文坛徐磊郭新凯林鹏飞陈宏韩靖西华大学材料学院西南交通大学材料学与工程学院中车青岛四方机车车辆股份有限公司西华大学机械工程学院马鞍山钢铁股份有限公司电子科技大学广东电子信息工程研究院

目的研究不同感应淬火工艺下重载铁路车轴钢试样梯度结构，阐明不同人工缺陷下感应淬火试样的疲劳断裂行为并对其损伤容限进行评价，为重载铁路车轴感应淬火工艺设计和损伤容限评价提供理论基础和评价方法。方法采用不同感应淬火工艺... 详细信息

目的研究不同感应淬火工艺下重载铁路车轴钢试样梯度结构，阐明不同人工缺陷下感应淬火试样的疲劳断裂行为并对其损伤容限进行评价，为重载铁路车轴感应淬火工艺设计和损伤容限评价提供理论基础和评价方法。方法采用不同感应淬火工艺参数在AAR-CM车轴钢试样表面制备不同深度淬硬层，采用X射线测量淬硬层残余应力分布，通过电火花和空气炮在正火态和感应淬火试样表面制备不同尺寸的电火花或冲击损伤，采用疲劳试验机研究损伤试样的弯曲疲劳性能，借助光学显微镜和扫描电镜分析试样的损伤机理和疲劳断裂行为并对其疲劳性能进行评价。结果三种工艺下感应淬火试样有效淬硬层深度分别为800μm、1200μm、1400μm。电火花缺口尺寸较小时，感应淬火试样的疲劳强度比正火态试样高50%。冲击损伤尺寸较小时，感应淬火试样的疲劳强度比正火态试样高40%。尺寸较小冲击损伤对正火态和感应淬火处理试样疲劳强度没有影响。结论感应淬火可提高重载铁路车轴钢试样表面强度进而提高其耐冲击性能，残余压应力减弱电火花缺口试样和低速冲击损伤对试样疲劳强度的影响，高速冲击破坏试样表面完整性并削弱残余压应力的作用，试样的疲劳强度急剧降低。本文中所设计的淬硬层深度对感应淬火试样损伤容限的影响较小。

关键词：铁路车轴感应淬火淬硬层深度人工缺陷损伤容限

碳纤维三维编织-铺层混合结构复合材料管的轴向压缩性能

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复合材料学报 2024年第8期41卷 4084-4093页

作者：孙厚礼孙琳王晓波崔健李哲瑞查一斌秦成闫红霞刘勇张辉俞建勇中车青岛四方机车车辆股份有限公司东华大学民用航空复合材料协同创新中心

采用准静态轴向压缩实验和有限元仿真相结合的方法，对三维编织(3D)-单向铺层(Unidirectional ply,UD)混合的碳纤维复合材料管的轴向压缩性能和破坏机制进行了研究。实验结果表明，3D-UD混合管具有更稳定的压缩吸能模式；相比UD管，混... 详细信息

采用准静态轴向压缩实验和有限元仿真相结合的方法，对三维编织(3D)-单向铺层(Unidirectional ply,UD)混合的碳纤维复合材料管的轴向压缩性能和破坏机制进行了研究。实验结果表明，3D-UD混合管具有更稳定的压缩吸能模式；相比UD管，混合管的峰值载荷、总吸能和比吸能分别提高了20.3%、109.2%和67.1%。进一步对3D-UD混合管的破坏过程进行了有限元仿真分析，得到的载荷-位移曲线与实验结果吻合较好，验证了仿真模型的有效性。结合实验结果与混合管损伤变形的仿真分析发现，外层3D和内层3D对夹层UD的束缚和支撑作用抑制了UD管管壁因弯折过大而断裂，而夹层UD管的稳定破坏吸能使得3D管未发生严重的编织层卷曲现象，因此3D-UD混合管可以有效抵抗管壁变形，提高轴向压缩下的稳定性和吸能性。

关键词：轴向压缩有限元仿真 3D-UD 稳定性吸能性

显微组织和温度对42CrMo4钢力学性能的影响

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材料热处理学报 2018年第3期39卷 87-92页

作者：高红梅文超孙轶山中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司

选取不同回火贝氏体体积分数的42CrMo4钢试样在室温和低温下进行拉伸试验,分析显微组织及温度对拉伸性能的影响。结果表明：随着拉伸试验温度的降低,42CrMo4钢的强度增加,伸长率和断面收缩率没有变化;显微组织对力学性能影响明显,随着... 详细信息

选取不同回火贝氏体体积分数的42CrMo4钢试样在室温和低温下进行拉伸试验,分析显微组织及温度对拉伸性能的影响。结果表明：随着拉伸试验温度的降低,42CrMo4钢的强度增加,伸长率和断面收缩率没有变化;显微组织对力学性能影响明显,随着组织中回火索氏体体积分数的减少,回火贝氏体体积分数的增多,材料的硬度、强度大幅下降;对不同回火贝氏体体积分数的试样进行强度敏感性分析发现,少量的回火贝氏体会降低温度对材料强度的影响,当贝氏体含量超过30%时,会增加温度对强度的影响。

关键词：力学性能低温回火贝氏体体积分数强度敏感性

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风电内齿圈感应淬火裂纹形成原因及改进方法

金属热处理 2023年第9期48卷 288-292页

作者：张海英文超白玲蔡益新郑州职业技术学院河南郑州450121 中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司江苏常州213011 常州鑫润丰东热处理工程有限公司江苏常州213017

从宏观形貌、显微组织、脱碳层和偏析等方面分析了风电内齿圈感应淬火开裂问题。分析表明,锻件的碳偏析、脱碳是导致内齿圈感应淬火开裂的重要原因,内齿圈的碳偏析程度达到0.04%以上时,增加了感应淬火开裂的风险,同时齿顶脱碳加剧了感... 详细信息

从宏观形貌、显微组织、脱碳层和偏析等方面分析了风电内齿圈感应淬火开裂问题。分析表明,锻件的碳偏析、脱碳是导致内齿圈感应淬火开裂的重要原因,内齿圈的碳偏析程度达到0.04%以上时,增加了感应淬火开裂的风险,同时齿顶脱碳加剧了感应淬火开裂的风险。实际工艺改进表明,采用三向锻造的方式获得锻造比大于7的坯料,内齿圈碳偏析差可降低至0.02%,能有效改善碳偏析。在冲孔工艺设计时,可以通过控制冲孔质量来实现连铸坯中心部位偏析的消除,当下料系数大于0.019时,可避免齿部显微缺陷和淬火开裂的产生。

关键词：内齿圈感应淬火开裂偏析脱碳

深入开展职业病危害专项治理工作保障员工职业健康

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健康中国观察 2023年第4期 56-57页

作者：无中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司

中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司(以下简称“中车戚墅堰所”),始建于1959年,是中国中车股份有限公司旗下全资子公司,国家级高新技术企业。中车戚墅堰所立足于新材料、新技术、新工艺、新装备的研究开发与产业化,通过六十余年的不... 详细信息

中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司(以下简称“中车戚墅堰所”),始建于1959年,是中国中车股份有限公司旗下全资子公司,国家级高新技术企业。中车戚墅堰所立足于新材料、新技术、新工艺、新装备的研究开发与产业化,通过六十余年的不解奋斗,现已建成1个国家级技术中心,6个省级工程技术中心,构建了国际领先的试验验证平台,产业领域覆盖轨道交通关键零部件、专有技术延伸、现代技术服务业等,现已成为高端装备特别是轨道交通装备关键零部件研发与制造企业。

关键词：机车车辆工艺职业病危害专有技术轨道交通装备戚墅堰中国中车高端装备全资子公司

不同缝合密度和层数的单向碳纤维织物复合材料结构与性能研究

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复合材料科学与工程 2024年

作者：秦成查一斌张联合任浩程亚男李永丰刘勇张辉东华大学材料科学与工程学院纤维材料改性国家重点实验室东华大学民用航空复合材料协同创新中心东华大学上海市轻质结构复合材料重点实验室中车青岛四方机车车辆股份有限公司

为研究缝合复合材料的结构和力学性能，以芳纶纤维为缝线，采用改进的锁式缝合方式制备了不同缝合密度及缝合层数的单向碳纤维织物预制体，通过真空辅助树脂传递模塑成型（VARTM）工艺制备复合材料，系统研究了其内部结构以及Ⅰ型层间... 详细信息

为研究缝合复合材料的结构和力学性能，以芳纶纤维为缝线，采用改进的锁式缝合方式制备了不同缝合密度及缝合层数的单向碳纤维织物预制体，通过真空辅助树脂传递模塑成型（VARTM）工艺制备复合材料，系统研究了其内部结构以及Ⅰ型层间断裂韧性、冲击性能、弯曲和压缩性能。结果表明，在一次缝合9层、缝合密度为4 mm×4 mm时，复合材料表现出最佳的综合力学性能，与未缝合复合材料相比，Ⅰ型断裂韧性提升了50.8%，最大冲击载荷提升了46.2%，能量吸收率提升了27.0%，弯曲强度增加15.4%，压缩强度提升4.1%，压缩模量未出现下降。而在一次缝合3层时，不同缝合密度复合材料的弯曲和压缩性能均出现下降。分析发现，增加缝线的缝合密度可有效提升复合材料层间性能，而增大缝合层数则有助于减少缝线对复合材料面内性能的影响，为缝合工艺参数的选择提供了重要参考。

关键词：改进的锁式缝合缝合密度缝合层数复合材料力学性能

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基于FKM准则的车辆齿轮箱强度评定

机车电传动 2020年第3期 99-103页

作者：张志新王起梁方翁武宫峰中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司技术研发中心江苏常州213011

详细解读和讨论了基于FKM准则进行强度评定的新方法,介绍使用局部应力法评估非焊接构件静强度和疲劳强度的详细步骤,该方法从标准试样的材料参数开始,根据不同的载荷、工艺、设计、材料、安全系数等因素进行全面的修正计算,得到构件的... 详细信息

详细解读和讨论了基于FKM准则进行强度评定的新方法,介绍使用局部应力法评估非焊接构件静强度和疲劳强度的详细步骤,该方法从标准试样的材料参数开始,根据不同的载荷、工艺、设计、材料、安全系数等因素进行全面的修正计算,得到构件的临界静强度极限和临界疲劳强度极限,最终通过利用度指标评价结构的安全性。使用有限元法和该方法结合对某型车辆齿轮箱进行强度评估,计算得到齿轮箱的静强度和疲劳强度的利用率指标均符合要求,可安全服役。

关键词：强度评估轨道车辆齿轮箱 FKM准则有限元分析

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回火温度对ADI组织和性能的影响

轨道交通材料 2023年第2期2卷 38-41页

作者：王瑞邓晗刘兴龙海丰龙潘安霞中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司江苏常州213011 国家高速列车技术创新中心山东青岛266000

等淬球铁零件在不同的回火温度下,会发生组织的转变,导致力学性能下降。采用单变量对比法,将等淬球铁经过不同温度处理后,通过观察金相、扫描电镜(SEM)的方法对组织进行了分析,通过拉伸试验、夏比冲击试验对强度、塑性、韧性等力学性能... 详细信息

等淬球铁零件在不同的回火温度下,会发生组织的转变,导致力学性能下降。采用单变量对比法,将等淬球铁经过不同温度处理后,通过观察金相、扫描电镜(SEM)的方法对组织进行了分析,通过拉伸试验、夏比冲击试验对强度、塑性、韧性等力学性能进行检测,得到以下结论:等淬球铁的组织转变温度在310~330℃,当回火温度高于此温度后,强度呈下降趋势,硬度几乎不变,但塑性会降低45%,冲击韧性降低67%,影响材料的正常使用。转变的原因是组织中的残余奥氏体在此温度后转变为铁素体和碳化物,降低了材料的塑性和韧性。

关键词：等温淬火球墨铸铁奥铁体回火温度残余奥氏体

国产与进口德国机车主动齿轮热处理质量的对比分析

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热加工工艺 2017年第6期46卷 236-240页

作者：梁博杨明华宋倩丁志敏中车大连机车车辆有限公司机械装备分公司辽宁大连116022 中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司材料工艺研发中心热处理研究部江苏常州213011 大连交通大学材料科学与工程学院辽宁大连116028

通过热处理后表层化学成分、硬度、表面残余应力和残余奥氏体含量的测定及金相组织的观察,对国产和德国进口HXD3系列电力机车牵引主动渗碳齿轮进行了组织和性能的对比分析。结果表明:与德国产渗碳主动齿轮的组织和性能相比,国产渗碳主... 详细信息

通过热处理后表层化学成分、硬度、表面残余应力和残余奥氏体含量的测定及金相组织的观察,对国产和德国进口HXD3系列电力机车牵引主动渗碳齿轮进行了组织和性能的对比分析。结果表明:与德国产渗碳主动齿轮的组织和性能相比,国产渗碳主动齿轮不论是从表层的碳浓度及合金元素分布、金相组织及其级别和残余奥氏体量,还是在其心部力学性能及表层硬度梯度等方面,均基本达到了德国产渗碳主动齿轮的水平,甚至在表面存在残余压应力值时还要高于德国产渗碳齿轮的质量。

关键词：质量主动齿轮渗碳处理组织力学性能