針對(duì)存在異常組織的動(dòng)車組車輪,利用光學(xué)顯微鏡、高分辨透射電鏡觀察車輪微觀組織形貌,利用激光誘導(dǎo)擊穿光譜分析儀測(cè)試踏面區(qū)域合金元素分布,利用JMatPro軟件模擬等溫轉(zhuǎn)變曲線,利用熱膨脹儀實(shí)測(cè)連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線,分析異常組織的類型、特征和成因。結(jié)果表明:車輪中的異常組織為上貝氏體,呈條帶狀分布在車輪踏面處,且隨著踏面深度的增加,其占比不斷減小;車輪局部微區(qū)碳元素的嚴(yán)重偏析是導(dǎo)致上貝組織形成的主要原因,它使得等溫轉(zhuǎn)變曲線明顯向右偏移,增大偏析區(qū)域處組織在較高冷速下向貝氏體轉(zhuǎn)變的概率,導(dǎo)致車輪實(shí)際生產(chǎn)中更多的貝氏體組織聚集在冷速最高的踏面局部區(qū)域;車輪整體過(guò)高的釩元素使連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線發(fā)生右移,其中貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)右移程度更大,明顯降低貝氏體組織轉(zhuǎn)變開(kāi)始時(shí)的冷速,增大實(shí)際生產(chǎn)中車輪貝氏體組織的形成深度。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)鐵道科學(xué). 2020,41(04)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

金相、LIBS試樣取樣位置示意圖及測(cè)試面形貌

采用線切割法在車輪踏面處掏取直徑為6 mm、長(zhǎng)度為90 mm的2個(gè)圓棒試樣，該熱膨脹試樣取樣位置如圖2所示，借助GLEEBLE-2000D型熱膨脹儀對(duì)其進(jìn)行熱膨脹試驗(yàn)，按YB/T 5128—2019《鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線圖的測(cè)定方法（膨脹法）》，分別測(cè)定異常車輪和正常車輪的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線（CCT曲線）。從室溫開(kāi)始，以1oC·s-1的升溫速度將熱膨脹試樣加熱至1 000oC，保溫5 min，待其全部奧氏體化后進(jìn)行連續(xù)冷卻，冷卻速度為0.1～25oC·s-1。CCT曲線測(cè)定后，對(duì)特定冷速下試樣的顯微組織進(jìn)行金相觀察。2 試驗(yàn)結(jié)果分析及討論

異常車輪的顯微組織如圖3所示。由圖3可見(jiàn)：從踏面表層至踏面下10 mm處均可觀察到明顯有別于基體（正常）組織的帶狀異常組織分布其中，異常組織的特征與金相磨面顯現(xiàn)的白色帶狀襯度（如圖1所示）有著較好的對(duì)應(yīng)，利用image-pro plus組織分析軟件，統(tǒng)計(jì)得到該異常組織在踏面表層、踏面下5 mm和踏面下10 mm處的占比分別為67%,42%和26%，即異常組織隨著踏面深度的增加其占比不斷減小，在踏面下15 mm處異常組織基本消失；車輪基體組織由珠光體（P）+先共析鐵素體（F）組織構(gòu)成，珠光體中的滲碳體呈片層狀的結(jié)構(gòu)特征；異常組織呈現(xiàn)羽毛狀形貌，其滲碳體多以顆粒狀和鏈珠狀分布在鐵素體中，與珠光體的滲碳體結(jié)構(gòu)完全不同。由異常組織的形貌可以確定該組織為上貝氏體，因其硬度較高、脆性大，塑性較低、韌性差，通常被認(rèn)為是鋼鐵材料中的不良組織。它的存在破壞了車輪基體組織（P+F）的連續(xù)性，2者在組織結(jié)構(gòu)和性能上的差異，導(dǎo)致在組織邊界處易萌生疲勞裂紋，如圖3(f）所示，從而加速車輪踏面滾動(dòng)接觸疲勞損傷的出現(xiàn)。2.2 TTT曲線

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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