發(fā)布時(shí)間：2022-01-26 02:41

　　21世紀(jì)在航空、公路、鐵路這三種運(yùn)輸方式中,如果選擇最受歡迎的運(yùn)輸方式;鐵路一定會(huì)成為首選。鋼軌作為鐵路最核心部件,它的好壞直接對(duì)行車的安全性造成影響。近些年,鋼軌受到的損傷形式由傳統(tǒng)輪軌之間發(fā)生滾動(dòng)接觸而誘發(fā)的鋼軌疲勞損傷轉(zhuǎn)變成因介質(zhì)條件不同和輪軌滾動(dòng)接觸兩種情況下附加發(fā)生的腐蝕疲勞損傷。因此研究鋼軌腐蝕疲勞裂紋萌生及斷裂行為,對(duì)我國(guó)鐵路發(fā)展有著重要意義。本文以U75V鋼軌為研究對(duì)象,選擇在模擬極端情況下研究其腐蝕疲勞。通過“EA-08”型周期浸潤(rùn)腐蝕箱、高頻動(dòng)態(tài)疲勞機(jī)、GALYA3場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡、S-3400環(huán)境掃描電鏡、OLS4000激光共聚焦顯微鏡等設(shè)備來研究U75V鋼軌腐蝕形貌及腐蝕疲勞裂紋萌生、斷裂之間的關(guān)系。首先通過以不同冷速進(jìn)行熱處理細(xì)化珠光體片層間距,得出冷速為3℃/s、5℃/s的珠光體片層間距分別為:0.2012μm、0.1224μm,軋態(tài)片層間距為0.3045μm;冷速為5℃/s的熱處理細(xì)化效果最好。通過對(duì)腐蝕形貌研究,腐蝕類型為非均勻腐蝕。5℃/s熱處理態(tài)和軋態(tài)隨腐蝕時(shí)間的增加,腐蝕坑最大直徑、腐蝕坑粗糙度及深度均增大。軋態(tài)腐蝕時(shí)間為:240h、360、480h... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

疲勞斷口示意圖

內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文-17-（3）有效工作部位的表面應(yīng)保證光滑，光亮，而且粗糙度應(yīng)符合國(guó)標(biāo)要求。圖2.1疲勞試樣示意圖失重掛片試樣：經(jīng)過120#至600#的砂紙逐級(jí)水磨，去離子水沖洗；無水乙醇清洗后冷風(fēng)吹干，在干燥皿中放置24h。然后將失重掛片試樣使用電子天平稱重，并用游標(biāo)卡尺測(cè)量其尺寸。2.3實(shí)驗(yàn)方案2.3.1顯微組織觀察將軋態(tài)U75V鋼軌的金相試樣逐級(jí)打磨至800#，用高效拋光劑機(jī)械拋光。在試樣的磨制和拋光過程中，應(yīng)將使用力度把握好。因?yàn)橛昧^大會(huì)將試樣中的夾雜物磨掉。然后使用硝酸酒精進(jìn)行腐蝕，其濃度為4%，腐蝕時(shí)間為10s。再使用蔡司金相顯微鏡觀察試樣的金相組織。2.3.2夾雜物觀察及分析使用S-3400環(huán)境掃描電鏡對(duì)軋態(tài)U75V鋼軌試樣進(jìn)行夾雜物尋找，并使用能譜分析確定夾雜物成分。觀察統(tǒng)計(jì)軋態(tài)U75V鋼軌中夾雜物的形狀、大孝種類和分布狀態(tài)。結(jié)合現(xiàn)有的成果分析其種類、成分。2.3.3熱處理實(shí)驗(yàn)方案確定（1）確定加熱溫度首先要確定加熱溫度，通過根據(jù)試樣材料的鐵碳平衡相圖中其碳的含量并確定奧氏體化的溫度及時(shí)間。溫度應(yīng)選擇為使試樣完全奧氏體化溫度，確定溫度時(shí)還要注意兩個(gè)問題：一是奧氏體在加熱出現(xiàn)的粗化情況；二是在保溫過程中的粗化情況。根據(jù)U75V鋼軌的完全奧氏體化溫度，選擇900℃為最終的加熱溫度。（2）控制冷速

內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文-18-通過實(shí)驗(yàn)的總結(jié)和鐵路上服役鋼軌的組織性能要求，得到了一個(gè)結(jié)論為：若將試樣冷卻速度控制在5℃/s以上，鋼軌的組織中有馬氏體組織產(chǎn)生影響其性能。故為了不生成馬氏體，因此本文將試樣最終的冷卻速度選擇為5℃/s以下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究�？刂圃嚇永渌偈峭ㄟ^調(diào)節(jié)淬火設(shè)備的調(diào)節(jié)閥，使之噴吹不同壓力的氣體。淬火設(shè)備主要由三部分構(gòu)成，分別是：加壓、輸出還有電腦控制。為了更好的控制冷速，本次熱處理實(shí)驗(yàn)是使用Sony熱成像儀對(duì)溫度進(jìn)行采集如圖2.2。Sony熱成像儀的優(yōu)點(diǎn)是能過將那個(gè)時(shí)間段試樣淬火的溫度全部記錄下來。對(duì)記錄下來的溫度進(jìn)行處理，淬火裝置結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)采集如圖2.3所示。圖2.2淬火實(shí)時(shí)采集紅外溫度圖2.3淬火裝置結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過以上的分析，制定本次淬火熱處理實(shí)驗(yàn)工藝圖如圖2.4所示。將試樣隨爐加熱到900℃，保溫15s后以3℃/s、5℃/s冷速進(jìn)行冷卻。圖2.4淬火工藝圖對(duì)軋態(tài)U75V鋼軌進(jìn)行熱處理，為了研究珠光體組織片層間距對(duì)腐蝕坑大小和粗糙度的影響。以不同的冷卻速度得到不同的珠光體片層間距，選擇珠光體片層間距最

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鋼中非金屬夾雜物與金相鑒定分析[J]. 段麗飛,周海.  中國(guó)金屬通報(bào). 2019(04)
[2]高速鐵路鋼軌技術(shù)發(fā)展歷程回顧[J]. 周清躍,張銀花,劉豐收,田常海,陳朝陽(yáng),李闖.  中國(guó)鐵路. 2018(03)
[3]U75V重軌鋼的疲勞壽命分析[J]. 宿皓,陳林,郭飛翔,李琳.  內(nèi)蒙古科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(04)
[4]2B25鋁合金材料腐蝕疲勞性能試驗(yàn)研究[J]. 李新宇,付裕,熊峻江.  中國(guó)測(cè)試. 2015(04)
[5]淺談金屬腐蝕危害與防護(hù)[J]. 李雪愛,王文彪.  化工管理. 2013(12)
[6]淺談鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理[J]. 唐述山.  四川建材. 2012(02)
[7]珠光體片層腐蝕形態(tài)與機(jī)理[J]. 張賀佳,陳連生.  山西冶金. 2011(04)
[8]CNG儲(chǔ)氣井套管腐蝕疲勞機(jī)理研究[J]. 田家林,梁政,楊琳,鄧雄,張梁.  石油礦場(chǎng)機(jī)械. 2011(01)
[9]鋼軌如何分類[J].   路基工程. 2009(01)
[10]深水鋁合金隔水管渦激振動(dòng)疲勞特性[J]. 孫友義,陳國(guó)明,暢元江.  中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(01)

博士論文
[1]含易溶鈉鹽砂土的電化學(xué)特性及其腐蝕機(jī)理研究[D]. 謝瑞珍.太原理工大學(xué) 2019
[2]腐蝕疲勞點(diǎn)蝕演化與裂紋擴(kuò)展機(jī)理研究[D]. 黃小光.上海交通大學(xué) 2013
[3]鋁合金材料的應(yīng)力腐蝕及腐蝕疲勞特性實(shí)驗(yàn)研究[D]. 孟祥琦.上海交通大學(xué) 2012
[4]高強(qiáng)度耐蝕鋼軌的研究[D]. 任安超.武漢科技大學(xué) 2012

碩士論文
[1]可降解Mg-Zn-Y-Nd合金的應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞性能研究[D]. 劉夢(mèng)瑤.鄭州大學(xué) 2019
[2]介質(zhì)的腐蝕性對(duì)油井管材料腐蝕疲勞性能影響研究[D]. 王文濤.西安石油大學(xué) 2016
[3]Q345B熱軋中寬帶鋼質(zhì)量評(píng)價(jià)及改進(jìn)措施研究[D]. 任德偉.山東大學(xué) 2014
[4]高強(qiáng)鋼腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展的電化學(xué)表征[D]. 戚霞.江蘇科技大學(xué) 2010
[5]深水鉆井隔水管的振動(dòng)分析與數(shù)值模擬[D]. 楊茂紅.中國(guó)石油大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3609650