Page 45 - 摩擦学学报2025年第5期

第 5 期 韩振宇, 等: 不同运行参数下珠光体与贝氏体钢轨钢滚动磨损与接触疲劳行为研究 679

(a) Testing apparatus

1 2 R61 mm
Vertical force
3 Φ68 mm
14 4 Wheel
5
6 Tangential
13 Longitudinal force Φ1 050 mm
force
Rail
12 9 8 7
Rotate
10
11
1-normal loading cylinder; 2-loading carriage; 3-lateralloading cylinder; 4-simulating rail roller; 5-magnetic powder brake;
6-simulating wheel roller; 7,12-wheel speed sensor; 8-A-ZQDR-204 DC motor; 9-gear box; 10-turning plate; 11-base plate;
13-photoelectric incremental encoder; 14-lateral load sensor
(b) Schematic diagram of testing apparatus structure
[17-18]
Fig. 2 Schematic diagram of JD-1 wheel/rail simulation testing apparatus
图 2 JD-1轮轨模拟试验机示意图 [17-18]

表 1 钢轨材料性能
Table 1 Properties of rail steels
Rail material Microstructure Mass fraction of C/% Hardness/HV0.2
Hypoeutectoid Pearlite+proeutectoid ferrite 0.64~0.70 377±11
Eutectoid Pearlite 0.65~0.77 300±9
Bainitic Bainite 0.15~0.25 368±20

表 2 不同运行工况疲劳磨损试验参数
Table 2 Experimental parameters under various operational conditions
Group Curvature radius/m Axle load/t Velocity/(r/min) Cycling number
#1 600 21 200
#2 2 000 21 200
#3 0 21 200
#4 2 000 17 200 500 000
#5 2 000 25 200
#6 2 000 21 120
#7 2 000 21 250

2 结果与讨论 料磨损率始终大于亚共析和贝氏体钢轨材料且亚共

2.1 运行速度对3种钢轨材料磨损与滚动接触疲劳 析和贝氏体钢轨材料的磨损率近似. 这是因为硬度越
行为影响 低的材料，其抗磨损性能也越差，对应的磨损率也越
图3所示为亚共析、共析及贝氏体钢轨接触疲劳 大. 由于亚共析钢轨制备过程中经历了热处理过程，
试样在不同运行速度下的磨损率，可见，共析钢轨材 珠光体片层间距小，因而材料的硬度(强度)较共析钢