淬火與熱軋對PD3鋼軌損傷的影響研究

摘 要：隨著我國重載鐵路的快速發展，輪軌磨損變得越來越嚴重，已成為影響鐵路運輸安全的重要因素。研究根據赫茲接觸理論使用JD-1型輪軌模擬試驗機針對淬火和熱軋的PD3鋼軌試樣進行了模擬實驗研究和微觀形貌分析，為重載鐵路的鋼軌選擇提供依據。結果表明：淬火鋼軌硬度高，磨損表面損傷輕微，抗磨損性能越好；熱軋鋼軌硬度略低，磨損比較嚴重。所以，淬火鋼軌更適合重載鐵路使用。

關鍵詞：鋼軌 硬度 磨損

中圖分類號：TG142文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2013）04（c）-0007-02

客運高速化和貨運重載化是鐵路發展的一個重要趨勢。全世界已建成時速200 km以上的高速鐵路總計達5640 km投入商業運營，而大秦線車輛軸重多數已經達到25t[1]。列車運行時，輪軌接觸斑面積極小，但卻要承受著幾十噸交變載荷，而且輪軌接觸時，轉動和滑動又會產生的較大的摩擦力，從而使得鋼軌在服役中容易產生一系列損傷[2]。

輪軌滾動接觸問題十分復雜，涉及多個學科的理論及知識，如輪軌材料、熱處理方式、滾動接觸力學、摩擦學、等等[3-4]。其中鋼軌材質問題一直受到各國鐵路部門的高度重視。目前采取了各種方法與措施來提高鋼軌性能，如發展輪軌新材料，優化輪軌型面匹配，以減少輪軌接觸應力和改善軌道與車輛結構性能來減少輪軌之間的動力作用等[5]。本研究主要針對目前最常用的PD3鋼軌的熱處理方式進行分析。

1 磨損試驗

試驗在JD-1型輪軌模擬試驗機上進行，該試驗機可模擬車輪作用于鋼軌的各種工況[6]，為了讓實驗室條件下輪軌間的相互作用過程與實際相似，試驗按照赫茲接觸理論，使模擬輪軌平均接觸應力和接觸區橢圓的長短半軸之比與現場中的相同?！?br>