【摘要】： 隨著貨車載重量的持續(xù)增加和運(yùn)行速度的不斷提高,列車各部件承受的載荷越來越大。車鉤是連接車輛的關(guān)鍵部件,隨著運(yùn)行條件日益惡劣,鉤體已出現(xiàn)裂紋等失效現(xiàn)象,成為鐵路運(yùn)輸安全的重大隱患。重載、提速是我國貨運(yùn)列車發(fā)展的趨勢,因此,研制具有較高綜合性能儲備的車鉤材料具有重要意義。 本研究對現(xiàn)用車鉤鉤尾銷孔部位出現(xiàn)的裂紋進(jìn)行了失效分析;以研制高性能儲備的車鉤材料為目的,有針對性地對新研制的鋼種進(jìn)行了化學(xué)成分、冶煉方法的調(diào)整和改進(jìn),并進(jìn)行了熱處理工藝參數(shù)的優(yōu)化和拉壓疲勞性能、低溫沖擊性能、摩擦磨損性能的試驗研究。 研究結(jié)果表明:裂紋起源于牽引弧面上一點,萌生后沿徑向基本為脆性斷裂,擴(kuò)展到淬硬層和基體的過渡區(qū)后轉(zhuǎn)向周向和軸向擴(kuò)展,基本為疲勞斷裂。經(jīng)過化學(xué)成分調(diào)整和冶煉方法改進(jìn),新型E級鋼ZG29MnMoNi-E級鋼的常規(guī)力學(xué)性能符合TB/T2942-1999和北美鐵道協(xié)會AAR.M211的標(biāo)準(zhǔn)要求,并高于調(diào)研的兩個鐵路工廠現(xiàn)用車鉤材料的性能的平均水平;新鋼種的拉壓疲勞強(qiáng)度為342MPa,比現(xiàn)用鋼種高9.26%;新鋼種與40Cr配副,對磨1h的質(zhì)量磨損量為0.0115g,比現(xiàn)用鋼種低90%;新鋼種在-40℃時的低溫沖擊功集中在60-80J,是現(xiàn)用鋼種的2～3倍。可見,新型E級鋼對我國重載列車關(guān)鍵零部件的材料更新具有重要的工程應(yīng)用參考價值,有廣闊的應(yīng)用前景。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TG142.15
【圖文】：

北京交通大學(xué)碩十學(xué)位論文車鉤尾銷孔內(nèi)牽引弧面及鉤舌S面處，如圖1一2所示。2007年上半年某車輛段檢修時發(fā)現(xiàn)16、17號車鉤均有斷鉤現(xiàn)象。這一現(xiàn)象引起鐵道部及各相關(guān)部門的高度重視。裂紋范圍不不不圖1一 116號車鉤Fig.1一 1No.16eouPler圖1一216號車鉤裂紋產(chǎn)生部位Fig.l一 2CraekloeationofNo.16eoupler3課題研究意義上述車鉤裂紋及斷鉤等跡象表明，該材質(zhì)車鉤性能已不能全面滿足鐵路運(yùn)輸發(fā)展提出的更加苛刻的要求。材質(zhì)更新滯后，性能與服役工況不適等問題終將表現(xiàn)為重大的運(yùn)輸安全隱患。因此必須未雨綢繆，研制性能更好的車鉤材質(zhì)，以適應(yīng)現(xiàn)代鐵路運(yùn)輸?shù)男枰Ｒ话愣�，改進(jìn)車鉤可以從兩個方面入手，一是改進(jìn)車鉤結(jié)構(gòu)，二是改進(jìn)車鉤材質(zhì)。車鉤結(jié)構(gòu)的改進(jìn)是較為系統(tǒng)的工程，需要對與其配合的其他零件如鉤尾框等做相應(yīng)改進(jìn)，即意味著己經(jīng)生產(chǎn)和正在生產(chǎn)的車鉤配套件都不能再使用，將會造成極大浪費(fèi)，改進(jìn)車鉤結(jié)構(gòu)的成本較高，可行性不大。本課題從改進(jìn)車鉤材質(zhì)的角度做有益的探索和研究

車鉤尾銷孔裂紋為目測可視裂紋，長度為60mm，裂紋部位在車鉤尾銷孔內(nèi)牽引弧面__匕，牽引弧面有不同程度的磨耗。由裂紋的形態(tài)可見，呈光滑的曲線，表面無明顯寬度，裂紋部位和液壓機(jī)強(qiáng)力壓開后的宏觀形態(tài)如圖3一1和3一2所示。圖3一1裂紋產(chǎn)生部位Fig.3一 1Theloeationofthecrack圖3一2液壓機(jī)強(qiáng)力壓開的裂紋形貌Fig.3一 2Theeraekpatt咖after廠essing

北京交通學(xué)碩士學(xué)位論文車鉤裂紋失交沿裂紋強(qiáng)力壓開后的形貌見圖3一3。宏觀觀察結(jié)果為:裂紋沿周向的斷面有弧線狀疲勞條帶花樣，表現(xiàn)為明顯的疲勞特征，如圖3一4所示;而徑向斷面較為平坦，略有起伏，疲勞特征不明顯，如圖3一5所示。圖3一3車鉤裂紋強(qiáng)力壓開后斷面形貌Fig.3一 3TheeouPlereraekmaerofraeturemorphologyafterPressing圖3一車鉤鉤尾銷孔裂紋周向裂紋斷面宏觀形貌Fig.3一 Theeircumferentialmaerofraeturemorphologyoferack圖3一5車鉤鉤尾銷孔裂紋徑向裂紋斷面宏觀形貌Fig.3一 5Theradialmaerofraeturemo甲 hologyoferaek將裂紋車鉤尾銷孔處分段鋸切、液壓強(qiáng)力壓開及磁粉探傷等輔助手段，研究分析了鉤尾銷孔裂紋大宏觀擴(kuò)展路徑。觀察結(jié)果表明:尾銷孔裂紋在牽引弧面表面基本沿尾銷孔軸線方向，在裂紋的兩端略有偏離，比較而言，裂紋的中部比兩端略寬;裂紋沿尾銷孔徑向(A向)擴(kuò)展一段距離后，轉(zhuǎn)向兩側(cè)(B、C向)或一側(cè)，由于裂紋在牽引弧面

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 陶春國;王冰;馮義成;王麗萍;秦曉峰;;釩含量對ZG28MnCrNiMo組織和性能的影響[J];鑄造技術(shù);2012年10期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 繆小吉;密接式車鉤鉤體加工工藝研究[D];南京理工大學(xué);2010年

2 管艷華;重載貨車車鉤疲勞壽命預(yù)測方法的研究[D];上海交通大學(xué);2012年

3 王鍵;鋼在干摩擦條件下的摩擦學(xué)特性及自潤滑研究[D];大連海事大學(xué);2012年

本文編號：2784235