低温下高速车轮材料滚动磨损与疲劳损伤行为

来源：机械工程学报杂志2017年第20期北京时间：

作者：马蕾, 王文健, 郭俊, 刘启跃

单位：西南交通大学摩擦学研究所 成都 610031

摘要：利用低温环境轮轨磨损模拟试验装置，研究了高速铁路车轮材料在室温及低温环境下的滚动接触疲劳损伤行为。结果表明：低湿度的低温环境导致车轮材料磨损率、塑性变形及疲劳损伤较室温下明显加重。随试验温度的降低，轮轨摩擦因数、磨损率及表面硬度均呈现先急剧上升后轻微下降趋势。室温工况下磨痕表面有严重的犁沟现象，而低温工况下车轮试样表面以疲劳裂纹及剥落损伤为主。随着温度的降低，磨损形式由氧化磨损、磨粒磨损逐渐向疲劳及粘着磨损转变。车轮材料裂纹主要沿较软的铁素体线扩展，室温下剖面损伤较轻微。低温工况下由于车轮材料发生脆化，珠光体呈现不同于室温下的形貌及分布特性。在低温下，表层裂纹扩展角度及次表层裂纹长度增加，同时表层裂纹易于汇合并产生分支。

关键词：脆化,低温,高速车轮材料,磨损,疲劳损伤；

基金资助：国家自然科学基金资助项目（51475393）。