一种研究稀土热处理钢轨耐磨性的试验方法技术

本发明专利技术公开了一种研究稀土热处理钢轨耐磨性的试验方法，包括：设备型号采用GPM

【技术实现步骤摘要】
一种研究稀土热处理钢轨耐磨性的试验方法


[0001]本专利技术涉及冶金材料领域，尤其涉及一种研究稀土热处理钢轨耐磨性的试验方法。

技术介绍

[0002]重轨钢属于典型的高碳钢，是构成铁路的主要钢轨构件，铁路运输的安全与效率和其质量的好坏息息相关，钢轨的使用环境也变得更为苛刻，钢轨磨耗和疲劳伤损等问题日益严重，严重影响了钢轨使用寿命和行车安全。因此轮轨的磨耗成为一项关键指标，关系到铁路火车运行情况。轮轨材料磨耗量是直观反映钢轨和车轮材料耐磨性能的重要指标，通过对比不同摩擦副磨耗量的不同可以有效对比分析材料的耐磨性能差异。
[0003]当前国内重载铁路货车的轴重为25
‑
27t，而轴重为30t列车的运行正在进行试验和研究，提高列车轴重带来的是钢轨和车轮的更大程度的磨耗和更多的伤损病害问题。但是相关的重载铁路的轮轨材质匹配研究缺少，并且现场试验的周期较长耗费的成本较高，所以本文采用试验室小试样模拟研究不同材质的重载铁路用钢轨和车轮重在载条件下运行时的磨耗以及疲劳伤损问题，试图寻找比较合适的轮轨材料匹配，以及探索不同材料对于重载工况的伤损响应。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种研究稀土热处理钢轨耐磨性的试验方法，本试验参照YB/T 5345
‑
2014《金属材料滚动接触疲劳试验方法》标准，采用GPM
‑
30A型滚动接触疲劳试验机进行滚动摩擦磨损试验，不仅周期较短而且耗费的成本较低。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]本专利技术一种研究稀土热处理钢轨耐磨性的试验方法，包括：
[0007]设备型号采用GPM
‑
30A型试验机；
[0008]磨耗转速：对磨试样为190
‑
210rpm，被测试样为170
‑
190rpm；
[0009]磨耗压力：45
‑
55kgf；
[0010]毎磨耗1万转时，对车轮和钢轨试样进行一次清洗，用感量为0.1mg的分析天平称重，当磨耗到10万转时实验终止；
[0011]具体磨耗参数见下表：
[0012][0013]进一步的，磨耗转速：对磨试样为200rpm，被测试样为180rpm。
[0014]进一步的，磨耗压力：50kgf。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果：
[0016]本专利采用GPM
‑
30A型滚动接触疲劳试验机，直观反映钢轨和车轮材料耐磨性能的指标，通过对比不同摩擦副磨耗量的不同可以有效对比分析材料的耐磨性能差异。详细介绍了实验过程，参数设定及实验数据，更细致的细化了实验过程，丰富了研究钢轨耐磨性的手段，为今后研究耐磨钢轨研发提供思路。
具体实施方式
[0017]一种研究稀土热处理钢轨耐磨性的试验方法，具体方案如下：
[0018]设备型号采用GPM
‑
30A型试验机，磨耗转速：对磨试样为200rpm，被测试样为180rpm；磨耗压力：50kgf。毎磨耗1万转时，对车轮和钢轨试样进行一次清洗，用感量为0.1mg的分析天平称重，当磨耗到10万转时实验终止。具体磨耗参数见表1。
[0019]表1稀土热处理钢轨磨耗试验参数
[0020][0021]钢轨试样分别采用稀土3代热处理钢轨(2个试样，编号XT3
‑
1、XT3
‑
2)，稀土4代热处理钢轨(2个试样，编号XT4
‑
1、XT4
‑
2)，U75V热处理钢轨(2个试样，编号U75V
‑
1、U75V
‑
2)，车轮试样均采用CL60货车车轮(6个试样，编号CL
‑
1～6)。具体样品信息见表2。
[0022]表2对磨试验的样品信息
[0023][0024][0025]经过磨耗试验，可见稀土热处理钢轨与U75V热处理钢轨磨耗规律基本一致，每种钢轨试样的磨损量与循环次数接近一次函数关系。稀土4代热处理钢轨试样的磨损量在3种珠光体中最低，并且趋势线的斜率也是最小，U75V H钢轨试样的磨损量最大并且变化趋势线的斜率最大。
[0026]为了研究不同轮轨材料在不同循环下的磨损情况，在试验过程中测量了试样固定循环的质量损失，并计算了每一万次循环的平均失重率(磨损率)，不同珠光体钢轨与CL60车轮的平均失重率(磨损率)随着不同对磨循环次数的变化。3种钢轨材料的磨损率在试验初期(1万转内)数值均较大，随着磨损试验的进行(2万～10万转)，摩擦副之间接触面逐渐匹配，U75VH钢轨的磨损率增长变缓，另外稀土3代和4代钢轨的磨损率在1万～2万转之间出现下降，随后继续缓慢增长。当10万转磨损试验结束时，钢轨磨损率分别为2.88μg/c(稀土3代热处理)、2.08μg/c(稀土4代热处理)、4.54μg/c(U75VH)。以U75VH钢轨作为参照物，稀土3代热处理钢轨的磨损率为U75VH钢轨的63％，稀土4代热处理钢轨的磨损率为U75VH钢轨的46％。两种稀土热处理钢轨的耐磨性均比U75VH钢轨有显著提高。
[0027]以上所述的实施例仅是对本专利技术的优选方式进行描述，并非对本专利技术的范围进行限定，在不脱离本专利技术设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本专利技术的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本专利技术权利要求书确定的保护范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种研究稀土热处理钢轨耐磨性的试验方法，其特征在于：包括：设备型号采用GPM
‑
30A型试验机；磨耗转速：对磨试样为190
‑
210rpm，被测试样为170
‑
190rpm；磨耗压力：45
‑
55kgf；毎磨耗1万转时，对车轮和钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：边影，赵桂英，薛虎东，郑瑞，董捷，王慧军，苏航，王嘉伟，
申请(专利权)人：包头钢铁集团有限责任公司，
类型：发明
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