Page 162 - 《摩擦学学报》2021年第5期

第 5 期 朱晓彤, 等: 接触应力对FCB车轮钢组织演变与性能的影响 751

M/A
RA RA
M/A
BF
2 μm 5 μm
(a) SEM micrograph (b) Grain boundary map

002 RA
M/A

111
5 μm 5 μm
Iron bcc (old) Iron fcc
101
(c) IPF map (d) Phase map

Fig. 2 FCB wheel steel original organization
图 2 FCB车轮钢原始组织

(低周次)和50万周次(高周次)的磨损量变化如图3所 0.5
5
2×10 r
示. 由图3可知，试样运行低周次和高周次时，磨损量 5×10 r
5
0.4
存在明显差别. 低周次时磨损量较小，增大接触应力
Weight loss/g
磨损量略有增加. 当运行高周次时，磨损量明显增大. 0.3
此外，接触应力从1 050 MPa增至1 150 MPa时，磨损量 0.2
从0.15 g迅速增至0.35 g，增量较大；接触应力继续增
0.1
至1 250 MPa时，磨损量从0.35 g增至0.45 g，增量较小.
图4(a~c)为不同接触应力试样运行低周次磨损表 0
1 050 1 150 1 250
面的微观形貌. 此时磨损表面为黏着磨损，不同接触 Stress/MPa

应力对磨损机制影响不大；运行高周次时试样表面的 Fig. 3 Wear loss of FCB wheel steel wear 2×10 and 5×10 5
5
微观形貌如图4(d~f)所示，表面均出现明显的鱼鳞状 cycles under different contact stress
5
5
图 3 不同接触应力下FCB车轮钢磨损2×10 、5×10 周次磨
起皮现象，磨损机制为疲劳磨损. 接触应力为1 050 MPa
损量
时，磨损表面只存在疲劳磨损裂纹，接触应力增至
1 150 MPa，磨损表面出现剥落，裂纹数量增加，抗磨 织基本与试样表面平行，把这一区域称为明显变形层.
损性能明显下降，继续增大接触应力至1 250 MPa，表 在运行低周次条件下，由图5(a~c)可知，在明显变形层
面磨损状态与接触应力为1 150 MPa时相近. 区域内BF、RA及M-A均发生纤维状流变. 接触应力对

2.2 微观组织
明显变形层厚度具有显著影响，接触应力为1 050、1 150
2.2.1 微观组织变化 和1 250 MPa时，明显变形层的厚度分别为1、1.5和
循环应力会导致试样的次表层形成具有一定厚 3 μm.
度的变形层，次表层组织呈现纤维状流变，流变后组 在运行高周次时[见图5(d~f)]，微观组织的变形程