地鐵鋼軌軌腰開裂失效分析

李二勇, 王 建, 張奕梁

(深圳市帆泰檢測技術(shù)有限公司, 深圳 518055)

地鐵鋼軌軌腰開裂失效分析

李二勇, 王 建, 張奕梁

(深圳市帆泰檢測技術(shù)有限公司, 深圳 518055)

采用化學(xué)成分分析、斷口宏觀和微觀分析、金相分析、硬度測試等方法，對某地鐵鋼軌軌腰位置發(fā)生開裂的原因進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：焊瘤表面質(zhì)量差、焊縫中心存在網(wǎng)狀鐵素體以及基材非金屬夾雜物含量超標(biāo)等因素，導(dǎo)致鋼軌在軌腰位置于外力作用下發(fā)生一次性脆性開裂。最后針對鋼軌開裂原因提出了改進(jìn)措施。

軌腰；焊縫缺陷；網(wǎng)狀鐵素體；夾雜物；脆性開裂

地鐵軌道某段運(yùn)行2 a(年)左右，在日常檢查中發(fā)現(xiàn)某處軌腰出現(xiàn)平行于軌頭踏面的裂紋，且裂紋已經(jīng)貫穿軌腰寬度,如圖1和圖2所示。鋼軌材料為U75V軌道鋼，軌道所處隧道溫濕度監(jiān)控數(shù)據(jù)正常。鋼軌閃光焊后無損檢測及日常無損檢測均未發(fā)現(xiàn)焊瘤處有明顯裂紋。為查明鋼軌開裂原因，筆者對其進(jìn)行了檢驗(yàn)和分析。

1 理化檢驗(yàn)

1.1 化學(xué)成分分析

采用化學(xué)元素分析法對失效鋼軌進(jìn)行元素組成分析，結(jié)果如表1所示，根據(jù)GB 2585-2007《鐵路用熱軋鋼軌》可知，該鋼軌符合U75V鋼軌成分要求。

1.2 宏觀分析

沿已開裂裂紋將失效鋼軌打開形成斷口試樣。由圖3可見，斷口宏觀塑性變形不明顯，斷口表面氧化較嚴(yán)重,分布有明顯的輻射紋和人字紋，此為裂紋快速擴(kuò)展時產(chǎn)生的。裂紋自軌腰高度1/2處向兩側(cè)擴(kuò)展，形成的斷口平行于軌頭踏面。輻射紋起源于圖3中位置A(焊瘤表面)，隨后向下以及左右兩側(cè)擴(kuò)展，并在兩側(cè)形成人字紋。……