MoCu球铁曲轴轴颈激光淬火试验

对东风４型内燃机车柴油机曲轴颈的表面进行了激光淬火试验，获得较好的表面硬度、深度和微小的变形量，对曲轴激光淬火后残余应力的大小、分布、成因等作了探讨；介绍了激光和滚压复合强化处理的曲轴装车运行的情况。     

超声冲击处理对铸钢件焊接残余应力的影响

以B级钢( ZG25 MnNi)焊接结构为对象,对混合气体保护焊焊缝进行了全覆盖超声冲击试验,研究了超声冲击处理对焊接残余应力的影响.焊接残余应力测量结果表明:焊后进行的焊缝全覆盖冲击可以在焊缝表面以下一定深度有效地引入有益的压应力层,从而改善焊接残余应力分布;超声冲击处理对焊接接头残余应力的改善效果强于采用焊前预热等处理工艺;焊前预热和焊后缓冷措施将在一定程度上降低超声冲击后的焊缝不同区域产生的残余压应力.     

抛丸工艺对60Si2Mn热轧弹簧钢表面残余应力的影响

采用不同抛丸时间、抛丸电流的抛丸工艺对高速铁路扣件用弹条原材料（60Si2Mn热轧弹簧钢）进行抛丸,弹丸为粒径0.6～0.7 mm的S230铸钢丸,并通过X射线应力测定仪测量60Si2Mn热轧弹簧钢表面残余应力。结果表明：经不同抛丸工艺处理后,热轧弹簧钢表面残余应力均为压应力;在抛丸电流相同抛丸时间减小、抛丸时间相同抛丸电流减小两种情况下,残余应力场特征参数（最大残余应力、最大残余应力对应的深度和残余应力影响深度）和半高宽（层深相同时）均减小,抛丸效果变差;抛丸覆盖率100%、抛丸时间16 s、抛丸电流50 A时,残余应力场特征参数和半高宽最大,抛丸效果最好。     

基于滚压的车轮多边形抑制机理与试验研究

针对高速动车组车轮多边形问题的研究表明,硬度偏低的车轮更易出现车轮多边形,因此考虑从提高车轮硬度方向来缓解抑制车轮多边形的产生和发展。经过研究,制定了在不落轮旋床上进行滚压车轮踏面以提升车轮踏面外表面硬度的措施,并跟踪滚压后车轮的运用状态,经过2个旋修周期的跟踪,结果显示,滚压会使车轮表面显微组织得到细化,使踏面初始产生压应力,抑制车轮多边形的产生和发展。     

高速车轮材料与U71MnG钢轨材料的摩擦磨损试验

采用双轮对滚方式,利用MJP-30A试验机开展了ER8,ER8C 2种高速车轮材料与U71MnG钢轨材料的滚动摩擦磨损试验,对轮轨试样的磨损量、加工硬化、塑性变形规律和伤损情况进行了分析。结果表明:ER8C试样的平均磨损量小于ER8试样,且ER8C试验组中钢轨试样的磨损量相对较小;ER8C试样的塑性变形层深度远小于ER8试样,不同试验组中钢轨试样的变形层深度没有明显差异;ER8试样的表面裂纹深度与长度、表面剥落层片大小均大于ER8C试样;磨损过程包含了黏着磨损、疲劳磨损和磨粒磨损等多种机制;ER8C材料的抗磨损、抗疲劳性能均优于ER8材料。建议适当地提高车轮硬度来减缓车轮异常磨耗问题。     

各种表面处理与高频感应加热的复合处理

用于机械零件的各种表面处理是改变材料表面特性或赋予表面新功能、提高零件综合机械性能如降低摩擦、磨损以及改善疲劳强度的方法。而高频感应加热淬火是对工件一定深度的表面进行强化,可使其获得高强度、高耐磨性和高韧性的综合性能。如工件表层上可形成马氏体致密金属组织,产生压缩残余应力而获得表面强化。若单独使用上述两种方法进行处理,则在功能的提高上有一定局限。为进一步提高功能、赋予材料高附加价值,组合表面处理与高频淬火等的复合处理是一种可期待的热处理新技术。文章例举了几种表面处理或表面改性与高频淬火的复合处理的原理和应用效果。     

提高铁路车轴疲劳性能的表面强化处理技术

文章介绍曰前国内外多种提高铁路车轴疲劳性能表面强化处理方法的特点及应用情况,并将近几年来发展迅速、并具有很大推广价值的超声冲击强化处理方法应用到铁路车轴的表面强化处理上,以期提高车轴使用寿命。通过对LZ50车轴钢进行超声冲击强化处理,在LZ50车轴钢表面上获得一层塑形变形层,在表面硬度提高的同时,表面粗糙度值降低,且存在有较高的残余压应力。而这些特性均将有利于提高车轴的疲劳性能。     

表面选区强化对钢轨波磨处轮轨滚动接触行为的影响

层流等离子体表面强化技术可大幅提高钢轨表面的硬度和耐磨性。为了揭示强化处理对轮轨滚动接触行为的影响,建立同时考虑钢轨表面选区强化和短波波磨的三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型,数值计算了车轮高速滚过一个波磨周期的轮轨力、接触斑黏滑分布和残余应力应变。对比发现:表面选区强化对轮轨力和接触斑黏滑分布的影响较小,不影响钢轨承载性能;对钢轨表面残余应力应变分布的影响明显,残余应力主要集中在屈服强度较高的强化斑内而残余应变主要集中在韧性较好的基体材料上,表面选区强化有效结合了强化斑和基体材料的力学性能,形成了一种强韧的良好匹配。结果可为现场生产服务提供一定的理论指导和应用参考。     

踏面经电接触表面强化后残余应力的分布

本文介绍了对机车整体辗钢轮和轮箍使用超声波检测法的情况,并介绍同时使用电磁-声学激发-接收弹性波法对残余应力进行检测的方法。列出了经强化的轮缘表面和套装的轮箍在车轮踏面强化前和电接触强化之后的残余应力的测定结果。     

动车组铝合金车体残余应力分布及调控

采用X射线衍射法对不同形式铝合金焊接接头、不同速度等级车体及不同工艺调控处理的铝合金接头进行残余应力测量。结果表明:动车组型材和板材原材料表面已经存在一定数值大小的残余应力;对接接头的残余应力峰值要大于搭接接头和角接接头;超声冲击法、喷砂法和自然时效法均可改善动车组焊接接头残余应力的大小,但喷砂法和超声冲击法更适合现场使用。     

考虑变摩擦系数的轮轨系统滑动接触热弹塑性应力分析

以LM型踏面车轮和60kg·m-1钢轨为例,采用双线性塑性模型和平面应变热力耦合单元实现轮轨的热弹塑性耦合,传热过程中考虑轮轨接触斑处的非稳态热传导以及轮轨与周围环境间的热对流和热辐射,建立轮轨滑动接触二维热弹塑性有限元模型,分析轮轨接触斑间全滑动时不同相对滑动速度下,与温度变化相关的变摩擦系数对轮轨接触表面温度和等效应力的影响,并与取0.334的常摩擦系数时进行对比。结果表明:钢轨在轮轨接触斑附近的摩擦温升主要分布在其接触表面大约1.8mm的深度范围内,而车轮的主要分布在其接触表面大约2.5mm的深度范围内,采用变摩擦系数得到的轮轨摩擦温升要比采用常摩擦系数时低57%左右;轮轨接触斑附近钢轨和车轮的最大等效应力出现在车轮和钢轨的次表面上,采用变摩擦系数时得到的车轮和钢轨等效应力的影响范围比采用常摩擦系数时略小;轮轨间相对滑动速度对车轮接触表面的温度和等效应力影响不明显,但对钢轨接触表面温度和等效应力的影响明显,相对滑动速度越大,钢轨接触表面的温度也越高。     

货车车轮残余应力的产生与分布研究

受研究方法和测试手段的限制,货车车轮在生产过程中产生的残余应力状态与分布很难测试,仅能按照有关标准进行残余应力趋势测定。本文采用数值模拟和实测法相结合的手段,研究了车轮在热处理全过程中的温度场、组织场、应力场的变化和分布以及车轮出厂前的残余应力分布状态,分析了车轮残余应力产生的原因,并研究了不同生产工艺参数对残余应力的影响。     

机车车辆轮缘的等离子强化

本文介绍了用等离子体对机车车辆的车轮轮缘进行强化处理的工艺。采用这种工艺后,能使车轮轮缘的磨损降低33%~66%。     

利用复合表面改性法降低车轮钢的磨耗

所谓复合表面改性法，是一种可在大气环境中进行处理的简易工艺，它组合了两种喷丸强化处理方法，即使用硬质粒子的微粒子喷丸处理及使用固体润滑材料的固体润滑剂喷丸处理。由于车轮轮缘部的磨耗引起的车轮形状变化，会对列车运行稳定性及安全性产生影响，所以要求减低轮缘磨耗。该文献介绍了在车轮轮缘部与小半径曲线段的钢轨问产生高表面压力、高滑动接触的条件下，以降低轮缘磨耗为目标，利用室内基础试验，     

车轴关键区域表面超声波冲击强化技术应用研究

车轴是影响轨道车辆运行安全的重要因素之一,其表面残余应力状态和表面光洁度与疲劳裂纹萌生和腐蚀的产生有一定的关联性。超声波冲击强化技术在改善材料残余应力状态、产生较理想的压应力层和提高表面光洁度等方面表现突出,文章应用这一技术对车轴关键区域进行了表面强化。对比试验结果表明,超声波冲击强化技术大大改善了车轴表面的应力状态(由之前拉压应力并存的状态变为几乎全部是压应力的状态),同时其表面粗糙度也得到了很大改善。     

简析热处理工艺、踏面旋修量对动车组车轮疲劳性能的影响

对轮辋淬火热处理过程中对流换热系数以及相变潜热的处理方法进行研究,结合CRH5250车轮轮辋的实测温度曲线计算了轮辋热处理过程的瞬态温度场、瞬态应力场以及热处理结束后车轮的残余应力场。分析了踏面旋修量对残余应力场的影响,分析了踏面旋修量与车轮疲劳性能之间的关系。分析结果表明残余应力和踏面旋修量对车轮疲劳性能有显著影响,设计阶段预先分析热处理工艺对车轮强度的影响,对于保障车轮运用安全可靠具有重要意义。     

微粒子喷射处理与硬质覆膜形成的复合处理技术

微粒子喷射处理是喷丸强化处理的一种方式,是用高速微粒子撞击工件表面,令其产生残余应力,从而提高表面硬度及疲劳强度的工艺。而近年来,类金刚石碳覆膜(DLC)本身有良好的特性,但经过这种涂复处理的工件,需要解决覆膜密合性问题,通过微粒子喷射与硬质覆膜形成的复合层,则可弥补各自的缺点,发挥有效作用。文章介绍了微粒子喷射处理及硬质覆膜复合处理的原理和功效。     

超声冲击技术消除转向架构架焊接残余应力试验方案分析

为消除转向架构架焊接接头残余应力,尝试应用超声冲击法消除焊接接头残余应力。给出了采用超声冲击测试转向架构架焊接接头残余应力试验方案,测试超声冲击前后工艺条件下,焊接接头残余应力的变化特征和规律。对超声冲击前后焊接接头的微观组织和常规力学性能进行了检查测试。结果表明,超声冲击后焊缝区强度有所提高。     

利用微粒子喷射的表面改性技术及其应用

利用高速微粒子撞击工件的表面改性工艺(WPC处理),可以通过向工件赋予残余应力及提高表面硬度来提高零部件的疲劳强度。另外,在滑动构件表面形成微细的酒窝状(浅凹洼)表面,即形成油洼,可改善润滑性能,有利于滑动接触零件如齿轮、轴承的低摩擦化及长寿命化。介绍了WPC处理的工作原理、应用效果以及与DLC覆膜等进行复合处理后提高工件寿命的实例。     

刀具磨损与切削力及工件表面残余应力的研究

实施了刀具的后刀面磨损与切削力、刀具的后刀面磨损与工件表面残余应力的试验；分析了刀具切削力、刀具状态和工件表面残余应力的相互关系；提出了刀具状态在线监控的必要性。