42CrMo低温冲击韧性研究

通过在-100℃~20℃范围内测量42CrMo材料Ⅴ型缺口冲击功,研究了该材料的低温性能。试验结果表明,随着温度的下降,冲击功随之降低,且在-70℃~-30℃之间冲击功下降最为明显。从断口形貌分析和Boltzmann曲线拟合得知,42CrMo的韧脆转变温度约为-50℃,上平台功约为100 J,下平台功约为20 J。     

35CrMoA车轴钢回火工艺研究

对35CrMoA车轴钢在不同回火温度和冷却方式下冲击韧度试验的断口形貌进行了分析,宏观上通过纤维区、放射区和剪切唇在断口上所占的比例,微观上通过SEM照片中韧窝的形状、大小来预测判断材料韧性的优劣。得到35CrMoA车轴钢在淬火后,650℃回火,保温2h,水冷为最佳工艺。     

18CrNiMo7-6渗碳淬火齿轮在酸洗中吸氢的研究

文章讲述了18CrNiMo7-6材料制成的渗碳淬火齿轮在酸洗过程中吸收氢元素含量的研究。分别采用了不同热处理方式的试样模拟渗碳淬火齿轮不同表面的酸洗过程。通过对这些试样在酸洗过程中吸氢数据收集和分析,按照国标GB/T 17879规定的方法检验,采用18CrNiMo7-6材料制成的渗碳淬火齿轮表面的吸氢量是可控的,也为其他渗碳淬火齿轮的生产起到一定的指导作用。     

18CrNiMo7-6渗碳淬火齿轮在酸洗中吸氢的研究

文章讲述了18CrNiMo7-6材料制成的渗碳淬火齿轮在酸洗过程中吸收氢元素含量的研究.分别采用了不同热处理方式的试样模拟渗碳淬火齿轮不同表面的酸洗过程.通过对这些试样在酸洗过程中吸氢数据收集和分析,按照国标GB/T 17879规定的方法检验,采用18CrNiMo7-6材料制成的渗碳淬火齿轮表面的吸氢量是可控的,也为其他渗碳淬火齿轮的生产起到一定的指导作用.     

环境温度对砂型铸造AlSi7Mg材料力学性能的影响

浇注了3组AlSi7Mg材料砂型试棒,利用拉伸测试、扫描电镜及金相组织分析等手段,研究了砂型铸造AlSi7Mg材料的力学性能。结果表明:当环境温度从-40℃升至100℃时,AlSi7Mg材料的抗拉强度、屈服强度均有所降低,其中抗拉强度和屈服强度分别降低了14.3%和9.8%;材料的伸长率随着温度的提高不断增加;低温变形过程中材料显微组织显示共晶硅颗粒细小,分布较为均匀,试棒断口显微形貌显示局部分布着小的韧窝,具有准解理+韧窝型断裂的特征。     

铸钢车轮材料热喷涂层热疲劳试验断口特征分析

分析了某铸钢车轮试样热喷涂层热疲劳试验断口特征。在铸钢车轮材料表面分别热喷涂铁基和镍基两种合金涂层,进行450℃-20℃下热疲劳试验,对断口形貌进行观察。研究发现,铁基与镍基涂层的抗氧化能力优于铸钢车轮材料,表面氧化腐蚀是涂层试样热疲劳损伤的一种主要形式。在热循环过程中涂层本身出现一些开裂,但韧性涂层并未剥落,涂层层状结构阻碍了裂纹向基体的传播,涂层保护了基体。相比之下,镍基涂层效果更好。     

低温对EA4T车轴钢疲劳性能的影响

为解决现行高铁车轴设计标准未考虑低温环境给高铁车轴的使用带来一定安全隐患的问题,运用旋转弯曲疲劳试验方法测试不同温度下试验钢疲劳性能,采用扫描电子显微镜观察疲劳断口,借助透射电子显微镜观察不同温度断口附近位错组态。结果表明:EA4T车轴材料应力敏感性与温度成反比,高于?80℃条件下EA4T车轴材料低温服役的疲劳性能优良,不会出现疲劳延—脆转变温度,安全可靠;随着温度的降低,自由位错数量减少,位错的产生与扩展被限制在体心立方(bcc)晶格密排位向内,位错开动所需驱动力阈值升高,疲劳裂纹在表面界面处萌生与扩展,扩展机制为滑移。     

地震荷载下高含冰量冻土的动力特性试验研究

地震荷载作用下高含冰量冻土的动力特性试验研究对西北地区地震多发地段的冻土工程的抗震设计具有重要意义。通过选取兰州的重塑冻土进行动三轴试验,分别研究了地震荷载下不同控制温度(-6,-3,-1℃)、不同含水量(30%,50%,75%)以及不同围压(0.3,0.5,1,2 MPa)下高含冰量冻土的动应力应变关系和动弹性模量。试验结果显示,不同条件下冻土的动应力应变关系呈Hardin-Drnevich双曲线模型,并且不同温度、不同围压和不同含水量对模型参数都有着影响。动弹性模量随温度升高而减小,温度每升高1℃,弹性模量就下降12～15 MPa。围压对动弹性模量的影响有强化作用和弱化作用,-6℃时动弹性模量随围压增大而增大,-1℃时大应变情况下动弹性模量随围压增大而减小。对于高含冰量冻土,动弹性模量随含水量的增大先减小后增大。     

原材料对铁路扣件绝缘轨距块低温性能的影响研究

哈齐高速铁路穿越高寒地区,铁路扣件保持轨距的能力对于运营安全和运营成本非常重要。铁路扣件绝缘轨距块以玻璃纤维(33%含量)增强聚酰胺66体系(PA66-GF33体系)作为原材料,在原材料中添加增韧剂来改善绝缘轨距块低温下的力学性能。本文研究增韧剂(马来酸酐接枝三元乙丙橡胶)含量变化对PA66-GF33体系在常温下力学性能的影响,及其在-30℃和-50℃环境下缺口冲击强度的变化。研究结果表明:原材料中增韧剂含量由3%增加到12%时,缺口冲击强度增大,拉伸强度、弯曲强度和熔融指数降低,扫描电镜分析显示缺口冲击试验的样条断面由脆性断裂逐渐表现为韧性断裂;当增韧剂含量为6%时,PA66-GF33体系同时具有较好的低温韧性和优良的加工性能,选择增韧剂含量为6%的PA66-GF33体系作为绝缘轨距块原材料,采用注塑工艺制备的绝缘轨距块剖面无内部空隙,并且在-45℃环境下冲击强度试验合格。     

开口螺钉断裂的材料分析及工艺试验

制动夹钳单元中开口螺钉在高寒环境使用时发生断裂,对断裂的螺钉进行了断口分析,并对所使用2Cr13材料的热处理工艺进行了试验分析,检测不同温度下材料的冲击功,系统研究分析开口螺钉在低温下出现脆性断裂的原因并提出该零部件材料适用于低温的技术指标。     

极端温度下CRTS Ⅰ型板式无砟轨道CA砂浆受压伤损试验

CA砂浆是一种温度敏感性材料,温度变化将直接影响其受压承载的性能。为了研究极端温度对CA砂浆性能产生的影响,将CRTSⅠ型CA砂浆分别放在-50、-40、-30、20、40、60、80℃环境下进行单轴压缩试验,分析CA砂浆在不同极端温度下受压的规律以及伤损特性。结果表明:随着温度的升高,CA砂浆的抗压强度和弹性模量变小,并利用模量-温度曲线更直观地表现出CA砂浆由脆性逐渐转变为塑性,同时给出了受温度影响的CA砂浆温度-抗压强度的经验公式。以切线模量的变化来判断CA砂浆的温度损伤程度,分析CA砂浆温度损伤规律和伤损槛值随温度的变化规律,随着温度的升高,CA砂浆损伤应力槛值减小,当温度增大到一定时,CA砂浆的应力槛值与抗压强度的比值RC受温度的影响不是很明显。     

40Cr钢超高周疲劳性能及疲劳断口分析

采用超声疲劳试验方法研究40Cr钢在105周次～1010周次范围内的疲劳性能,其载荷频率为20kHz。用扫描电子显微镜分析了疲劳断口形貌特征。结果表明,40Cr钢的S N曲线始终保持下降趋势,且随疲劳循环数的增加,在106周次处并没有传统意义上的水平段;107周次疲劳强度为443MPa,1010周次疲劳强度为235MPa,二者存在明显差别;超声疲劳断口的扫描电子显微分析结果表明,40Cr钢超声疲劳断口显微形貌与常规疲劳载荷下的疲劳断口形貌无明显差异,疲劳裂纹在光滑试样表面或近表面材料缺陷处萌生,扩展区断口显微形貌观察到明显的疲劳辉纹。     

14MnNbq,16Mnq钢及其焊接冲击韧性CVN试验研究

为全面了解铁路钢桥用材料的冲击韧性,对常用桥梁钢14MnNbq和16Mnq钢各种板厚的母材以及焊缝、熔合线试样进行系列温度冲击试验。对702个CVN冲击试验数据应用对数数学分析模型进行回归,得到桥梁钢和焊缝的通用计算表达式。研究结果表明:两种钢材的冲击韧性为三个区域带,即14MnNbq钢母材、14MnNbq钢焊缝和熔合线、16Mnq母材和焊缝;三个带的转脆起始温度依次为-30℃,-10℃和10℃;冲击功上台阶依次约为200J,150J和100J。     

温度变化条件下路基盐渍土动应力-动应变响应规律研究

以青海西部某地区的路基盐渍土为研究对象,基于英国GDS动三轴试验系统,进行室内温度变化状态下的动三轴试验,研究其在不同温度、频率、围压下的动应力-动应变、动剪切模量等的变化规律。试验结果表明:在循环动荷载作用下,温度改变对试样的动应力-动应变关系影响显著,频率和围压次之;同一动应变幅值下,温度越低,动剪切模量(G_d)越大;频率和围压增加时,G_d同样增大,但围压对G_d的影响更为明显,其曲线发展趋势更为陡峭;最大动剪切模量(G_(dmax))和最终剪应力幅值(τ_(dult))在温度、围压不变,频率增大时,两者也都增大,G_(dmax)曲线为上凸形,τ_(dult)曲线在正温状态下为上凸形,在负温状态下为下凹形;频率、围压不变时,G_(dmax)和τ_(dult)随温度降低而增大,且0℃以上变化趋势较缓,0℃以下变化趋势较陡。使用一个温度修正系数对不同温度下的G_(dmax)进行修正,并得到修正系数的拟合函数,其在负温下的拐点在-4℃左右。     

加载波形对LZ50车轴钢疲劳裂纹扩展行为的影响

在三角波、正弦波、方波3种加载波形下对LZ50车轴钢紧凑拉伸试样开展疲劳裂纹扩展试验,采用扫描电镜观察断口形貌,并结合试验数据分析加载波形对裂纹尺寸增量和扩展速率的影响。结果显示:加载频率较高时,疲劳裂纹扩展行为对波形的敏感性较低,断口形貌基本相同;加载频率较低时,波形对疲劳裂纹扩展行为的影响增大,断口形貌出现差异;稳态扩展区以疲劳条带为主要扩展机制,三角波加载下的疲劳条带间距明显小于其他2种波形,其失稳扩展区形貌以韧窝为主,且韧窝较其他2种波形下的小且浅。同时,基于LS-DYNA软件和节点位移外推法对CT试样在3种加载波形下的应力强度因子进行计算和分析。结果表明:仿真分析波形对疲劳裂纹扩展的影响机制与试验结果基本一致。     

钢轨钢材低温力学性能的试验研究

研究目的:钢轨钢材在低温下力学性能变差,容易发生脆性破坏,这直接威胁着铁路运输的安全。随着青藏铁路等低温地区的铁路建设大规模的展开,了解钢轨钢材力学性能指标受温度的影响规律成为越来越迫切的课题,本文试验测得我国常用钢轨钢材在低温下的各项力学指标将给寒冷地区的铁路建设提供试验依据。研究方法:本文通过制造人工低温环境,在 20℃、0℃、-20℃、-40℃、-60℃五个温度点下对我国目前铁路工程中常用的60 kg/m的U71Mn和U75V两种钢轨钢材进行拉伸试验,得到这两种钢轨钢材低温下的强度和塑性指标,并根据已有研究成果对试验数据进行分析和拟和。研究结果:本文试验得到了U71Mn和U75V两种钢轨钢材抗拉强度、规定非比例延伸强度、断后伸长率和断面收缩率随温度的变化规律,计算了2种钢轨钢材的温度敏感系数,得到预测钢轨钢材低温下抗拉强度的公式。由2种钢轨钢材低温力学性能的比较,本文对低温地区铁路建设选用钢轨提出了建议。研究结论:随着温度的降低,钢轨钢材的抗拉强度和非比例延伸强度略有升高,但断后伸长率和断面收缩率下降,塑性变差。U71Mn钢材在-60℃时仍具有良好的塑性,而U75V钢材在低温下塑性明显变差,呈现出脆性破坏,所以在寒冷地区的铁路建设中宜优先选用U71Mn钢轨钢材。     

联络通道冻结工程中冻土力学性能研究及安全性评价

以广州地铁7号线北滘新城站-林头站区间2#联络通道及泵房冻结工程为背景,开展冻土物理力学性能试验及冻结壁安全性评价.通过试验得到-5℃、-10℃以及-15℃条件下粉质黏土及粉细砂冻土单轴抗压应力-应变曲线,以及-10℃温度下粉质黏土及粉细砂冻土抗折强度.-10℃温度下,粉质粘土单轴抗压强度平均值为2.63 MPa,弹性...     

极端高温天气下CRTS Ⅱ型板式无砟轨道温度分析

为了解极端高温天气下无砟轨道结构温度分布,在上海地区对CRTSⅡ型板式轨道温度进行实时监测,分析轨道结构自上而下温度分布及其随时间的变化特性,统计得到极端高温下计算轨道板表面温度的经验公式。研究结果表明:在日间气温达到40℃的高温天气下,轨道板表面温度最高接近60℃,轨道板底面温度峰值与表面温度峰值存在5 h的滞后,轨道板上下表面最大正温差出现在14:00左右,约为18℃,最大负温差出现在05:00左右,约为-7℃;轨道结构温度沿垂向呈非线性分布,且在距轨道表面0～0. 3 m,非线性程度显著;轨道板表面温度经验公式具有较好的实用性。     

常、低温下橡胶集料混凝土抗冲击性能研究

为了减小强度因素对混凝土材料抗冲击性能的影响,配制了强度等级相同(等强)的素混凝土和橡胶集料混凝土,橡胶的体积掺量分别为5%、10%和15%;同时考虑温度因素的影响,利用本课题组自行设计的U形试件和自主研发的落锤冲击试验装置,分别测试了在常温(25℃)和低温(-20℃)下不同龄期的抗冲击性能。试验结果表明:橡胶集料混凝土的抗冲击次数符合双参数威布尔分布,并且在室温和低温下,橡胶集料混凝土的抗冲击性能均随着橡胶掺量的增加而提高。     

KZ4A~C型机车司机室加热系统效率仿真计算

在试验条件无法满足的情况下(室外温度比较低,分别为-40℃、-50℃和-60℃),通过Fluent软件对KZ4AC型机车司机室加热系统的加热效率进行仿真计算。建立了KZ4AC型机车司机室物理模型及数学模型,运用试验手段验证了模拟结果的可靠性,为电力机车司机室加热系统的设计提供新的验证方法。结果表明:当室外温度分别为-40℃、-50℃、-60℃时,司机室温度达到要求所需加热时间分别为28 min、35 min和42 min,均满足标准要求。