Page 39 - 《摩擦学学报》2021年第2期
P. 39
184 摩 擦 学 学 报 第 41 卷
Wheel Rail
Crack breaking
Crack
Crack
Crack breaking
Multilayer crack
Branch crack
10 μm 10 μm
50 μm 50 μm
(a) Dry condition
Wheel Rail
Crack
Crack
10 μm 50 μm
(b) FM1 condition
Wheel Crack breaking Rail
Branch crack
Multilayer crack
Multilayer crack
10 μm 50 μm
(c) FM2 condition
Fig. 11 SEM micrographs of cross sections of wheel and rail specimens
图 11 轮轨试样剖面形貌的SEM照片
出现明显的多层裂纹和支裂纹[图11(c)]，特别是车轮 干态下的60.7%和87.2%. 裂纹长度和深度统计结果与
试样多层裂纹长度较长，这是因为FM2较FM1流动性 轮轨磨损与损伤规律一致.
更好，FM2容易沿着车轮表面疲劳裂纹的开口进入裂 综上所述：水基摩擦改性剂中的水、流变调节剂
纹内部，在循环应力的作用下，发生“油楔效应”，加速 和表面活性剂等介质起到减摩作用，而固体颗粒起到
疲劳裂纹扩展. 增摩作用(增加黏着系数)，由于FM2中的水含量明显
图12为车轮试样疲劳裂纹的扩展长度和深度的 高于FM1，因此，FM2会导致较低的黏着系数(图3). 此
统计结果. 可以发现：干态下车轮试样裂纹平均扩展 外，由于FM2中的保持剂和流变调节剂较少，其机械
长度和深度最大，FM1、FM2作用下车轮试样裂纹的 稳定性和涂敷性较差(图2)，在周期性垂向与切向力作
平均扩展长度和深度均低于干态下，裂纹平均扩展长 用下，涂敷在钢轨试样表面的FM2容易被破坏，从而
度为干态工况的54.5%和80.3%，裂纹平均扩展深度为 导致轮轨较大的磨损与损伤(图6和图8). 同时，由于
