高铁转向架钢焊接接头组织和耐腐蚀行为研究

针对日系SMA490BW、欧系S355J2W+N和国产G390NH这3种转向架材料的焊接接头进行了显微组织分析，并采用周浸试验和应力腐蚀试验方法研究了耐候钢的耐腐蚀性能。结果表明：3种材料的母材均为铁素体和珠光体组织，其中珠光体在SMA490BW和S355J2W+N中主要呈现带状分布，在G390NH中主要呈弥散状态分布。3种材料的焊缝区组织差异不大，均呈现多种组织形态。SMA490BW、S355J2W+N和G390NH经周期浸润150h腐蚀试验后，国产G390NH在母材和焊缝区域的腐蚀速率最低，热影响区的腐蚀速率最高。SMA490BW、S355J2W+N和G390NH这3种耐候钢在NaHSO3环境中，腐蚀初期遵循“SO₄^2-循环再生机制”，腐蚀速率较大；随着试验周期进行，耐候钢中含有的Cr、Ni、Cu元素会促进基体表面致密氧化膜的形成，阻挡SO₄^2-与基体金属的接触，从而有效地抑制腐蚀的进一步发展。四点弯曲和U型弯曲试验后，SMA490BW、S355J2W+N和G390NH焊接接头表面均未出现裂纹，...     

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。     

沟槽性缺陷对EA4T车轴钢疲劳性能影响规律研究

为研究沟槽类缺陷对EA4T车轴钢疲劳性能的影响规律,用线切割方法在试样上预置沟槽性缺陷,采用旋转弯曲试验方法测定光滑试样和含缺陷试样疲劳性能,绘制光滑和含缺陷试样的S-N曲线。通过扫描电子显微镜观察不同深度缺陷的疲劳断口,运用修正的Murakami模型预测试样疲劳强度。结果显示:疲劳裂纹萌生于预置缺陷处,缺陷尺寸对疲劳性能有显著影响,疲劳极限随着缺陷深度的增加而降低,疲劳强度的预测值与实际值的误差范围在20%之内。     

含异物击打伤高速动车组车轴疲劳寿命预测

基于高速动车组EA4T车轴疲劳小试样,采用正方体状钨钢弹丸高速冲击其表面,以模拟车轴表面异物击打伤;采用旋转弯曲疲劳试验方法进行光滑和缺陷试样疲劳性能试验;采用Abaqus软件,模拟分析缺陷附近区域的残余应力;构建基于疲劳指示参数(Fatigue Indicator Parameter,FIP)的缺陷小试样和含击打伤实物车轴疲劳寿命预测模型,并进行台架试验验证。结果表明:小试样疲劳寿命试验数据均在预测值的2倍线内,实物车轴疲劳寿命预测模型与车轴台架试验结果一致,小试样和实物车轴疲劳寿命模型预测结果准确;动车组动力车轴运用检修中深度小于1.0 mm的击打伤类缺陷可不做打磨或其他处理。     

动力车轴表面坑状缺陷分析

为研究动力车轴卸荷槽表面坑状缺陷成因及性质,采用光学显微镜初步检测车轴的微观组织和晶粒度;应用扫描电镜观察车轴内孔表面缺陷处的微观形貌特征;利用能谱分析仪测定车轴化学成分和车轴表面缺陷处的微观组织,确定缺陷处物质类型;通过微量水份测定仪等测定水含量和油脂成分。结果显示,腐蚀坑内含有P,S,K和Ca等元素,Fe的主要形式是Fe2O3。推断表面缺陷为电化学腐蚀造成,属于局部腐蚀,具体为溃疡腐蚀。