Σύμφωνα με τα σχετικά στοιχεία, πολλά σιδηροδρομικά τροχαία υλικά σε όλο τον κόσμο μαστίζονται από απογύμνωση του πέλματος των τροχών κατά τη λειτουργία.Η απογύμνωση του πέλματος αυτού του πέλματος ανώμαλη φθορά, στη σιδηροδρομική βιομηχανία σε πολλές χώρες σε όλο τον κόσμο είναι ένα σοβαρό πρόβλημα και η κατάσταση γίνεται όλο και πιο σοβαρή.Η μη φυσιολογική φθορά του πέλματος του τροχού, όχι μόνο αυξάνει το κόστος λειτουργίας και συντήρησης, αλλά, σε κάποιο βαθμό, θα επηρεάσει ακόμη και άμεσα την ασφάλεια του οχήματος.

Τα προβλήματα απογύμνωσης πέλματος τροχού σιδηροδρόμου μπορούν να χωριστούν σε τρεις κατηγορίες: απογύμνωση κόπωσης επαφής, απογύμνωση πέδησης και απογύμνωση με γρατσουνιές.Η απογύμνωση πέδησης συμβαίνει μόνο σε συνθήκες πέδησης του πέλματος, ο λόγος είναι ότι οι κακές συνθήκες πέδησης οδηγούν σε θερμικές ρωγμές στην επιφάνεια του πέλματος που προκαλούνται από γδαρσίματα στο φρενάρισμα του πέλματος, μπορεί να προκύψουν συνθήκες πέδησης χωρίς πέλμα, ο λόγος είναι ότι η ολίσθηση ή η κύλιση μεταξύ οι οδηγοί τροχού και σιδηροτροχιάς στην επιφάνεια του πέλματος του τροχού που παράγεται από τον μαρτενσίτη που προκαλείται από την απογύμνωση των δύο τύπων προβλημάτων μπορούν να μετριαστούν από τη βελτίωση του φρεναρίσματος του οχήματος και τη χρήση των συνθηκών εργασίας.αυτή η εργασία κυρίως από τη σκοπιά της Αυτή η εργασία διερευνά και αναλύει το φαινόμενο απογύμνωσης κόπωσης επαφής της επιφάνειας του πέλματος από την υλική άποψη.

• Ανάλυση αιτιών

Ο κύριος τρόπος λειτουργίας του τροχού είναι να κάνει μια κίνηση που μοιάζει με κύλιση στις ράγες (στην πραγματικότητα ερπυσμός και ολίσθηση).Ο τροχός μέσα από μια πολύ μικρή περιοχή επαφής τροχού-σιδηροτροχιάς του φορτίου του οχήματος που μεταφέρεται στη σιδηροτροχιά, συνήθως κάνει το τοπικό φορτίο να υπερβαίνει το ελαστικό όριο του υλικού τροχού ή σιδηροτροχιάς, επιφάνεια επαφής τροχού-σιδηροτροχιάς στην πίεση πίεσης επαφής μετά από επαναλαμβανόμενες μακροχρόνιες δράση, θα προκαλέσει την επιφάνεια επαφής λόγω της ζημιάς από κόπωση στην τοπική περιοχή των μικρών τεμαχίων απογύμνωσης μετάλλου, αυτό το φαινόμενο ζημιάς κόπωσης ονομάζεται κόπωση επαφής.Η κόπωση επαφής και η γενική κόπωση, είναι οι ίδιες ρωγμές κόπωσης και επέκταση ρωγμών κόπωσης δύο σταδίων.Η παρατεταμένη κόπωση επαφής θεωρείται ότι είναι ο κύριος μηχανισμός αστοχίας της επιφάνειας επαφής που υπόκειται σε κυκλική φόρτιση.

Οι ζημιές λόγω κόπωσης επαφής με τη μορφή απογύμνωσης με λακκούβες (pitting), ρηχής απογύμνωσης και βαθιάς απογύμνωσης είναι τρεις κατηγορίες.Στην επιφάνεια επαφής σε βάθος 0,2 χιλιοστών κάτω από τα βελονοειδή ή ευλογοειδή κοιλώματα, που είναι γνωστά ως κοιλώματα.βάθος 0,2mm ~ 0,4mm ξεφλούδισμα για ρηχό ξεφλούδισμα, ρηχό ξεφλούδισμα κάτω μπλοκ αποφλοίωσης περίπου παράλληλο με την επιφάνεια επαφής.Το βάθος αποφλοίωσης και το βάθος του στρώματος ενίσχυσης της επιφάνειας είναι συγκρίσιμα, υπάρχει μεγαλύτερη επιφάνεια του επιφανειακού στρώματος θρυμματισμένη.

Το πέλμα του τροχού ταυτόχρονα υπάρχει ξεφλούδισμα, ρηχό ξεφλούδισμα και βαθύ ξεφλούδισμα. Πολλοί παράγοντες επηρεάζουν την κόπωση επαφής του πέλματος του τροχού, όπως ο ίδιος ο τροχός, η σκλήρυνση της επιφάνειας του πέλματος, ο τύπος πέλματος που χρησιμοποιείται από τον τροχό, ο τροχός -Φινίρισμα επιφάνειας επαφής ράγας και συνθήκες λειτουργίας του οχήματος.Ο συγγραφέας πιστεύει ότι, στην ουσία, η απόφαση για την απόδοση κόπωσης ή η σύνθεση και η μικροδομή του ίδιου του υλικού του τροχού.

• Υλικό τροχού για την επίδραση της κόπωσης από την επαφή

Το ίδιο το υλικό του τροχού έχει πολλές πτυχές που επηρεάζουν την απόδοση κόπωσης επαφής του τροχού, όπως η οργανωτική δομή του υλικού του τροχού, η ανισοτροπία του υλικού και τα εγκλείσματα στο υλικό.Η πολυπλοκότητα της οργανωτικής δομής του υλικού οδηγεί σε έναν πολύ περίπλοκο οργανωτικό παράγοντα για την επίδραση της κόπωσης επαφής, γεγονός που κάνει τους ερευνητές για την οργανωτική δομή της κόπωσης επαφής της επιρροής των απόψεων να είναι επίσης πολύ διαφορετικοί, και δεν υπάρχει μια ενιαία κατανόηση πολλών πτυχών.

Τα υλικά σιδήρου και χάλυβα έχουν αδιάλυτο φερρίτη, ο φερρίτης σε θερμοκρασία δωματίου οι μηχανικές ιδιότητες είναι σχεδόν ίδιες με τον καθαρό σίδηρο.Η αντοχή του σε εφελκυσμό είναι b για 180 ~ 280 Mpa, αντοχή διαρροής 0,2 για 100 ~ 170 MPa και σκληρότητα περίπου 80 HBS.φαίνεται ότι η αντοχή και η σκληρότητα του φερρίτη δεν είναι υψηλές.Ως αδύναμη φάση στην οργάνωση, ο φερρίτης είναι επιρρεπής να γίνει πηγή κόπωσης υπό την επίδραση μεταβλητής πίεσης και να οδηγήσει σε έναρξη ρωγμών, έτσι ο φερρίτης έχει επιζήμια επίδραση στη διάρκεια ζωής της κόπωσης επαφής και όσο μεγαλύτερη είναι η περιεκτικότητα σε φερρίτη στο οργάνωση, τόσο μεγαλύτερη είναι η επίδραση στην κόπωση από την επαφή.

Ανθρακούχο χάλυβα, άνθρακας διαλυμένος σε - Fe στο διάμεσο στερεό διάλυμα που είναι γνωστό ως ωστενίτης, με γενική σκληρότητα ωστενίτη 170 ~ 220HBS μεταξύ.Οι μηχανικές ιδιότητες του ωστενίτη και το μέγεθος του διαλυμένου άνθρακα και των κόκκων του, άρα η μηχανική του σταθερότητα θα επηρεάσουν την σκληρότητα του οργανισμού, επηρεάζοντας έτσι τη διάρκεια κόπωσης επαφής του υλικού.Κατά τη διάρκεια της παραμόρφωσης κόπωσης, ο μετασχηματισμός της φάσης ωστενίτη που προκαλείται από την τάση λαμβάνει χώρα στον υπολειπόμενο ωστενίτη, ο οποίος μπορεί να αναστείλει τη δημιουργία και επέκταση ρωγμών κόπωσης.Υπολειμματικός ωστενίτης χάλυβα 18Cr2Ni4WA στην έρευνα για την κόπωση επαφής δείχνει ότι η σταθερότητα του υπολειπόμενου ωστενίτη είναι μέτρια όταν η μεγαλύτερη διάρκεια ζωής κόπωσης επαφής.Πολύ υψηλή σταθερότητα υπολειμματικού ωστενίτη θα οδηγήσει σε ανεπαρκή αντοχή και πολύ χαμηλή σταθερότητα υπολειπόμενου ωστενίτη θα οδηγήσει σε ανεπαρκή σκληρότητα.Φυσικά, η σταθερότητα του υπολειμματικού ωστενίτη ποικίλλει από τη μια κατηγορία υλικού στην άλλη.

Η ποσότητα διαλυμένου άνθρακα στο καρμπυρατέρ σε χαλύβδινα υλικά είναι εξαιρετικά υψηλή, με AC περίπου 6,69%, με αποτέλεσμα υψηλή σκληρότητα (950 έως 1050 HV) αλλά σχεδόν μηδενική πλαστικότητα και σκληρότητα.Καθώς η κύρια ενισχυτική φάση στα υλικά χάλυβα, η ενανθράκωση σε χάλυβα και άλλες φάσεις συνυπάρχουν σε νιφάδες, σφαιρικές, δικτυωτές και πλάκες, η μορφολογία και η κατανομή των ιδιοτήτων του χάλυβα έχουν μεγάλη επίδραση.Όπως όταν υπάρχει μια δικτυωτή κατανομή στο υλικό, η σκληρότητα του υλικού μειώνεται και οι μηχανικές ιδιότητες θα είναι σημαντικά χειρότερες.

Ο καρβουρίτης θα αποσυντεθεί υπό ορισμένες συνθήκες, σχηματίζοντας ελεύθερο άνθρακα γραφίτη και ο ελεύθερος άνθρακας θα μετατραπεί σε άλλα καρβίδια υπό ορισμένες συνθήκες.Η επίδραση του ελεύθερου άνθρακα και του καρβιδίου στην κόπωση επαφής εκδηλώνεται κυρίως στις φυσικές του παραμέτρους (όπως συντελεστής ελαστικότητας, συντελεστής διαστολής, κ.λπ.) είναι διαφορετική από τη μήτρα υλικού, η οποία καταστρέφει τη συνέχεια μεταξύ των δύο φάσεων.Διαδικασία παραμόρφωσης κόπωσης, το καρβίδιο μπορεί να διαλυθεί πίσω, αλλά το μεγάλο καρβίδιο έχει αποτέλεσμα συσσώρευσης εξάρθρωσης απόφραξης, η άκρη του άνω καρβιδίου μπαινίτη είναι εύκολο να παράγει συγκέντρωση στρες, που ευνοεί τη βλάστηση ρωγμών.Επιπλέον, η θερμοκρασία διάλυσης του καρβιδίου της ράβδου είναι υψηλότερη από το σώμα ενανθράκωσης του κράματος, είναι εύκολο να μείνει κάτω για να γίνει αδιάλυτο καρβίδιο, γεγονός που οδηγεί σε σημαντική μείωση της διάρκειας ζωής κόπωσης επαφής κύλισης.

Ευτηκτική μεταμόρφωση ωστενίτη του φερρίτη και του καρβουρίτη που σχηματίζεται από το ευτηκτικό σώμα που ονομάζεται περλίτης.Ιδιότητες περλίτη μεταξύ φερρίτη και καρβουρίτη, η σκληρότητα είναι καλύτερη.Η αντοχή του σε εφελκυσμό b είναι 750 ~ 900 MPa, η σκληρότητα είναι 180 ~ 280 HBS, η επιμήκυνση είναι 20 ~ 25%, η εργασία πρόσκρουσης AKU είναι 24 ~ 32J.Οι μηχανικές ιδιότητες μεταξύ φερρίτη και ανθρακικού, υψηλής αντοχής, μέτριας σκληρότητας, πλαστικότητας και σκληρότητας είναι καλές.Σύμφωνα με τη σχετική έρευνα, η επίδραση του περλίτη στη διάρκεια κόπωσης του υλικού δεν υπάρχει μόνη της αλλά εξαρτάται από την αναλογία σκληρότητας μεταξύ περλίτη και φερρίτη.Όταν η αναλογία σκληρότητας μεταξύ φερρίτη και περλίτη είναι μεγάλη, η συνέχεια μεταξύ των δύο φάσεων είναι κακή (δημιουργώντας διαφορά φάσης) και ρωγμές κόπωσης σχηματίζονται εύκολα στο όριο φερρίτη/περλίτη και κατά προτίμηση επεκτείνονται κατά μήκος του ορίου φερρίτη/περλίτη.Επιπλέον, η απόδοση κόπωσης του χάλυβα θερμής έλασης με χονδροειδή δικτυωτή οργάνωση φερρίτη-περλίτη είναι κακή.

Τα μη μεταλλικά εγκλείσματα σε χάλυβα έχουν μεγαλύτερο αντίκτυπο στις ιδιότητες του χάλυβα, συμπεριλαμβανομένων των εύθραυστων με γωνιακά οξείδια και των εγκλεισμάτων πυριτικών στη διάρκεια ζωής κόπωσης επαφής των πιο επιβλαβών.Επειδή αυτά τα μη μεταλλικά εγκλείσματα καταστρέφουν τη συνέχεια της μήτρας, το υλικό στη γύρω περιοχή της εφελκυστικής τάσης και της ορθογώνιας διατμητικής τάσης της ασθενούς ζώνης, υπό την επίδραση του κύκλου μεγάλου φορτίου, της τάσης επαφής και των υπολειμματικών τάσεων του υλικού που επιβάλλονται σε κάθε Άλλο, έτσι ώστε η ελαστική ενέργεια που συγκεντρώνεται στην περιοχή των μη μεταλλικών εγκλεισμάτων στην ενέργεια παραμόρφωσης για να δημιουργήσει ρωγμές, αυτή η ρωγμή θα επεκταθεί προς την κατεύθυνση της μέγιστης διατμητικής τάσης και του τελικού σχηματισμού επιφανειακής απολέπισης.Η ρωγμή θα επεκταθεί προς την κατεύθυνση της μέγιστης διατμητικής τάσης και τελικά θα σχηματίσει το ξεφλούδισμα της επιφάνειας.

Ως πρώτη ύλη για την παραγωγή του τροχοφόρου χάλυβα, στη διαδικασία τήξης του είναι αναπόφευκτο να φέρει ένας μικρός αριθμός στάσιμων στοιχείων (πυρίτιο, μαγγάνιο, θείο, φώσφορος) και ορισμένες ακαθαρσίες (μη μεταλλικές προσμίξεις και ορισμένα αέρια, όπως το άζωτο, υδρογόνο, οξυγόνο).Έχουν μεγαλύτερο αντίκτυπο στην ποιότητα του χάλυβα, μερικά είναι ευεργετικά στοιχεία, ενώ άλλα είναι το αντίθετο.Επιπλέον, η χημική θερμική επεξεργασία του χάλυβα διαδραματίζει πολύ σημαντικό ρόλο στην ενίσχυση και προστασία της επιφάνειας του τεμαχίου εργασίας, όπως η ρίψη, η ενανθράκωση, η νιτρίωση κ.λπ. μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά τη σκληρότητα του επιφανειακού στρώματος του τεμαχίου εργασίας, την αντοχή στην τριβή και όριο κόπωσης κ.λπ., αλλά είναι σημαντικό να τονίσουμε τις μεθόδους θεραπείας και τις τεχνικές απαιτήσεις του.

Η συντριπτική πλειονότητα των μελετητών στη μελέτη της κόπωσης από την επαφή κύλισης των υλικών τροχών, γενικά υποθέτει ότι το υλικό είναι ισότροπο, αλλά η μελέτη δείχνει ότι, επειδή ο τροχός στην πίστα δεν πρέπει να κάνει καθαρή κύλιση, άρα ανεξάρτητα από την κατεύθυνση και τη θέση , οι τροχοί του σιδηροδρόμου είναι ανισότροποι.Η ανισοτροπία του υλικού του τροχού έχει επίδραση στον προσανατολισμό και τη θέση του πειραματικού δείγματος, και επομένως στη μέτρηση της αντοχής και άλλων παραμέτρων του υλικού.Οι παράμετροι υλικού που λαμβάνονται με αυτόν τον τρόπο είναι ιδιαίτερα σημαντικές όταν εφαρμόζονται στο σχεδιασμό κόπωσης.

• συμπέρασμα

Η ζημιά λόγω κόπωσης από την επαφή είναι ένας από τους πιο σημαντικούς τρόπους αστοχίας των επιφανειών επαφής τροχού-ράγας που υπόκεινται σε κυκλική φόρτιση.Η πρόταση μέτρων για την αποφυγή ζημιών λόγω κόπωσης απαιτεί καλή κατανόηση και γνώση των μηχανισμών αστοχίας που εμπλέκονται.Η έρευνα για τον μηχανισμό της βλάβης λόγω κόπωσης από την επαφή ήταν σχετικά ώριμη, αλλά οι τροχοί στην πραγματική χρήση των συνθηκών εργασίας είναι πολύ διαφορετικοί, είναι δύσκολο να χρησιμοποιηθεί μια θεωρία για να τους εξηγήσει.

Οι παράγοντες που επηρεάζουν τη ζημιά λόγω κόπωσης επαφής των τροχών εστιάζονται κυρίως στο ίδιο το υλικό και στις εξωτερικές συνθήκες.Όσον αφορά το ίδιο το υλικό, ενισχύστε την προώθηση της τεχνολογίας τήξης υπό κενό στη μεταλλουργική βιομηχανία, για να αποφύγετε τη διαδικασία παραγωγής πρώτων υλών στον τροχό διείσδυσης δυσμενών ακαθαρσιών (όπως S, P, οξείδια, νιτρίδια κ.λπ.) , αλλά μπορεί επίσης να στοχευτεί στην προσθήκη ορισμένων ευνοϊκών στοιχείων (όπως Si, Mn, V, κ.λπ.), να μειώσει την περιεκτικότητα σε ανθρακικό σώμα στο υλικό, την αναλογία σκληρότητας περλίτη - φερρίτη κ.λπ., για να πραγματοποιήσει αποτελεσματικό έλεγχο.Υπό την προϋπόθεση της προσοχής σε αυτούς τους παράγοντες, η χρήση της επιφάνειας του τροχού shot peening, carburising, nitriding.και η χρήση της κατάλληλης σκληρότητας και σκληρότητας του υλικού μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά τη διάρκεια ζωής κόπωσης επαφής κύλισης του τροχού.