铁路车轮与钢轨的强度及硬度匹配(2003年).pdfVIP

◇丁韦黄辰奎高文会陈辉 摘要：研究表明，铁路车轮的硬度低于钢轨时， 车轮与钢轨的打滑现象就套增加，车轮就容易产生擦 伤、剥离等缺陷。车轮与钢轨的硬度匹配要求为l2：l 至1．4：1。我国目前PD3或BNbRe钢轨的硬度为300HB 左右，因此车轮轮辋表面的实际硬度也应相应提高。 关键词：铁路车轮钢轨强度硬度匹配 1 车轮与钢轨母材性能 u厶b 目前我国铁路用辗钢车轮的化学成分和力学性能的 标准要求及实测结果，见表1和表2。在车轮的化学成 车轮硬度小于钢轨 钢轨 钢轨 分中，碳含量为：o．55％一O．65％，另外还有一定的时，车轮接触钢轨车轮磋度大于钢 车轮硬度小于锢 MPa，延 时．钢轨表面的变轨，不易打滑 轨，易打滑 Mn(锰)和si(硅)。车轮的抗拉强度要求≥910 HB～320 图1 车轮与钢轨接触方式 伸率要求≥10％，硬度为265 HB，常温u型 形小，而车轮的变 冲击功≥16J。车轮钢的金属显微组织为珠光体+少量形大，车轮接触面 对打滑影响 铁素体(P+少量F)。钢轨的金属显微组织与车轮基本被压平，见图1右。在这种情况下车轮与钢轨接触面接 相同，也是P+少量F。但铁素体量比车轮要更少～ 近平面，车轮与钢轨只能靠表面的粗糙程度来防止打 些。车轮标准中没有屈服强度指标。从车轮实际测量结 滑，因此，轮一轨容易打滑。 002 果看：抗拉强度为1 MPa，与钢轨强度相当，屈服 俄罗斯在上个世纪80年代曾经出现过车轮报废激 强度为615MPa，比u71Mn钢轨(未淬火)要高100MPa增的现象。产生这一现象的主要原因是由于在上个世纪 左右。与钢轨匹配较为理想，但比PD，钢轨(未淬火)略80年代的中期，俄罗斯大量使用强度级别较高的P65 000)，接 低，见表3。表面布氏硬度为283HB(s10／3 重型钢轨，其中76％一80％为全长淬火轨。这些钢轨 近标准允许值的下限。这一结果，高于u7lMn钢轨(未的硬度比原来提高了20％，甚至更多，实际测量结果 淬火)，低于Pn钢轨(未淬火)。因此，目前的车轮硬为317HB。这样钢轨的硬度超过了车轮，使轮轨之间 度与PD3钢轨的匹配有待进一步合理化。 的粘着性下降，出现轮一轨打滑现象。 表1 车轮化学成分(％) 从我国钢轨使用情况看，目前较为常用的钢轨为 HB左右，比车 u7lMn，硬度≥260HB，实际值在270 标准要求O55～O65O 17一O37050—0．80≤0035≤0040 轮的硬度略低。但随着我国铁路提速、重载线路的发 实际测量 O61 0．31 068 O014 0瞄 展，钢轨的强度级别不断提高。上个世纪90年代以 表2车轮力学性能 后。大量推广使用强度级别较高的PD，和BNbRE(抗拉 强度级别为980MPa)钢轨。据1997年的报道，路网 Mn～ 巧诹盛丽瓣蒡喜醺黼 主要干线以及高速铁路，将使用抗拉强度在900 …… R。／MPaRD02／MPaA／％ 3000 3000 1 100 MPa的高强度钢轨。从2003