一种轮轨材料抗擦伤性能的评价方法技术

本发明专利技术提出一种轮轨材料抗擦伤性能的评价方法，涉铁路轮轨材料性能评价领域，该评价方法包括：制备钢轨钢试样和车轮钢试样；采用连续驱动摩擦焊将钢轨钢试样和车轮钢试样焊接在一起，并在钢轨钢试样和车轮钢试样之间形成焊缝；对焊缝的微观结构进行表征，根据表征评价所述钢轨钢和车轮钢的抗擦伤性能。本发明专利技术提出的轮轨材料抗擦伤性能的评价方法能够对轮轨材料的抗擦性能进行定量评价。轮轨材料的抗擦性能进行定量评价。轮轨材料的抗擦性能进行定量评价。

【技术实现步骤摘要】
一种轮轨材料抗擦伤性能的评价方法


[0001]本专利技术涉铁路轮轨材料性能评价领域，特别涉及一种轮轨材料抗擦伤性能的评价方法。

技术介绍

[0002]轮轨部件作为轨道交通的核心关键部件之一，其在服役期间内的各项性能直接影响到轨道交通的运行安全。在实际服役中，擦伤是轮轨部件最常见的伤损形式之一，擦伤通常由轮轨间的异常滑动造成，比如车轮启动空转或制动抱死滑行，高蠕滑率破坏了轮轨间正常的滚滑状态，转变为以滑动为主的运动状态。滑动摩擦生热造成轮轨接触表面的组织迅速升温相变为奥氏体，随着快速冷却的淬火过程转变为马氏体组织，通常把擦伤过程形成的异常组织称为白层组织。白层组织脆而硬，极易萌生裂纹，形成轮轨踏面疲劳伤损，威胁轮轨部件的安全使役。
[0003]采用抗擦伤性能优异的轮轨材料是减小擦伤危害性、延长服役寿命的一种可行方法，尤其是针对易发擦伤的长大坡道或站区线路。然而，目前现行的轮轨材料相关标准及技术条件中，未涉及轮轨材料抗擦伤性能的试验方法与评价标准，因此，如何比较不同轮轨材料的抗擦伤性能仍处于空白阶段。
[0004]有鉴于此，本专利技术人根据多年从事本领域和相关领域的生产设计经验，经过反复实验设计出一种轮轨材料抗擦伤性能的评价方法，以期解决现有技术存在的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提出一种轮轨材料抗擦伤性能的评价方法，能够对轮轨材料进行抗擦性能进行定量评价。
[0006]为达到上述专利技术目的，本专利技术提出一种轮轨材料抗擦伤性能的评价方法，其中，所述评价方法包括：
[0007]制备钢轨钢材料试样和车轮钢材料试样；
[0008]将所述钢轨钢材料试样和所述车轮钢材料试样焊接在一起，并在所述钢轨钢材料试样和所述车轮钢材料试样之间形成焊缝；
[0009]对所述焊缝的微观结构进行表征，根据所述表征评价所述钢轨钢材料和所述车轮钢材料的抗擦伤性能。
[0010]与现有技术相比，本专利技术具有如下特点和优点：
[0011]本专利技术提出的轮轨材料抗擦伤性能的评价方法，利用冷却后在焊缝组织内形成的马氏体组织模拟轮轨擦伤过程摩擦热与摩擦力共同作用的工况条件，焊缝中形成与真实擦伤组织基本一致的白层组织，通过对焊缝组织的关键性能指标与微观结构进行表征和计算，能够有效评价轮轨材料的抗擦伤性能。
附图说明
[0012]在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本专利技术公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本专利技术的理解，并不是具体限定本专利技术各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本专利技术的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本专利技术。
[0013]图1为本专利技术提出的轮轨材料抗擦伤性能的评价方法的流程图；
[0014]图2为本专利技术中连续驱动摩擦焊的示意图；
[0015]图3为本专利技术中白层厚度的测量示意图；
[0016]图4为本专利技术中白层硬度的测量示意图。
[0017]附图标记说明：
[0018]10、钢轨钢材料试样；
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20、车轮钢材料试样；
[0019]30、焊缝；
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1、主驱动系统；
[0020]2、转动侧夹紧系统；
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3、移动侧夹紧系统；
[0021]4、固定滑台；
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5、液压系统。
具体实施方式
[0022]结合附图和本专利技术具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本专利技术的细节。但是，在此描述的本专利技术的具体实施方式，仅用于解释本专利技术的目的，而不能以任何方式理解成是对本专利技术的限制。在本专利技术的教导下，技术人员可以构想基于本专利技术的任意可能的变形，这些都应被视为属于本专利技术的范围。
[0023]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能存在居中元件。
[0024]本专利技术提出一种轮轨材料抗擦伤性能的评价方法，该评价方法包括：
[0025]制备钢轨钢材料试样10和车轮钢材料试样20；
[0026]将钢轨钢材料试样10和车轮钢材料试样20焊接在一起，并在钢轨钢材料试样10和车轮钢材料试样20之间形成焊缝30；
[0027]对焊缝30的微观结构进行表征，根据表征评价钢轨钢材料和/或车轮钢材料的抗擦伤性能。
[0028]本专利技术提出的轮轨材料抗擦伤性能的评价方法，利用冷却后在焊缝组织内形成的马氏体组织模拟轮轨擦伤过程摩擦热与摩擦力共同作用的工况条件，焊缝中形成有与真实擦伤组织基本一致的白层组织，通过对焊缝组织的关键性能指标微观结构进行表征和计算，能够有效评价轮轨材料的抗擦伤性能。
[0029]本专利技术提出的轮轨材料抗擦伤性能的评价方法，可对现役的轮轨材料进行抗擦伤性能定量评价，从而甄选出抗擦伤性能优异的钢材，为轮轨选用提供实验依据。同时，有利于研发抗擦伤优异的新成分轮轨材料。
[0030]在本专利技术一个可选的实施方式中，钢轨钢材料试样10于实物钢轨中心踏面下5mm处切取。
[0031]在本专利技术一个可选的实施方式中，车轮钢材料试样20于实物车轮中心踏面下5mm
处切取。
[0032]在本专利技术一个可选的实施方式中，钢轨钢材料试样10和车轮钢材料试样20均呈棒状。
[0033]在该实施方式一个可选的例子中，钢轨钢材料试样10的尺寸为：直径φ16mm
±
0.05，长度130
±
0.1mm。
[0034]在该实施方式一个可选的例子中，车轮钢材料试样20的尺寸为φ16mm
±
0.05，长度65
±
0.1mm。
[0035]在该实施方式一个可选的例子中，钢轨钢材料试样10、以及车轮钢材料试样20的机加工要求为：粗糙度Ra≤3.2μm，端面不倒角，至少单面不能有顶针孔。
[0036]在本专利技术一个可选的实施方式中，焊接采用连续驱动摩擦焊接，连续驱动摩擦焊为成熟焊接技术，其焊接过程与实际的轨轮擦伤过程较为相似，有效模拟了轮轨擦伤过程摩擦热与摩擦力共同作用的工况条件，快速的冷却速度下能够形成与真实擦伤组织基本一致的白层组织。
[0037]在该实施方式一个可选的例子中，采用气阀摩擦焊机进行连续驱动摩擦焊接。
[0038]在一个可选的例子中，如图2所示，气阀摩擦焊机包括主驱动系统1、转动侧夹紧系统2、移动侧夹紧系统3、固定滑台4和液压系统5，其中，车轮钢材料试样20和钢轨刚材料试样30分别夹紧于转动侧夹紧系统2、移动侧夹紧系统3；主驱动系统1驱动转动侧夹紧系统2旋转，车轮钢材料试样20夹持在转动侧夹紧系统2(主轴旋转端)，以匹配车轮转动的实际工况，钢本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轮轨材料抗擦伤性能的评价方法，其特征在于，所述评价方法包括：制备钢轨钢材料试样和车轮钢材料试样；将所述钢轨钢材料试样和所述车轮钢材料试样焊接在一起，并在所述钢轨钢材料试样和所述车轮钢材料试样之间形成焊缝；对所述焊缝的微观结构进行表征，根据所述表征评价所述钢轨钢材料和所述车轮钢材料的抗擦伤性能。2.如权利要求1所述的轮轨材料抗擦伤性能的评价方法，其特征在于，所述钢轨钢材料试样于实物钢轨中心踏面下5mm处切取。3.如权利要求1所述的轮轨材料抗擦伤性能的评价方法，其特征在于，所述车轮钢材料试样于所述实物车轮中心踏面下5mm处切取。4.如权利要求1所述轮轨材料抗擦伤性能的评价方法，其特征在于，所述钢轨钢材料试样和所述车轮钢材料试样均呈棒状。5.如权利要求1所述的轮轨材料抗擦伤性能的评价方法，其特征在于，所述焊接采用连续驱动摩擦焊接。6.如权利要求5所述的轮轨材料抗擦性能的评价方法，其特征在于，采用气阀摩...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘佳朋，任屹，张关震，杜涵秋，石彤，杜吉康，刘丰收，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所北京中铁科新材料技术有限公司铁科金化科技有限公司中国铁道科学研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：