超声冲击对转向架焊接十字接头表层组织及疲劳性能的影响研究

摘要

日益繁忙的交通运输对车辆承受交变载荷的能力提出了更高要求,列车转向架疲劳性能的提高受到了越来越高的重视,转向架疲劳寿命的高低直接影响到列车的行车安全.本文采用HJ2-Ⅱ型超声冲击机对转向架常用16MnR钢十字接头焊缝表面进行超声冲击处理.采用高分辨透射电镜对超声冲击后的十字接头焊趾区域表面微观组织进行了分析,利用EHF-EM200K2-070-1A疲劳试验机对16MnR焊态和超声冲击态十字接头进行了疲劳性能的对比试验研究,试验结果表明:超声冲击在焊趾及其附近区域获得纳米化组织,超声冲击前后,焊接接头均断于焊趾;焊态十字接头的疲劳强度(2×106)为158MPa,超声冲击态十字接头的疲劳强度(2×106)为236MPa,疲劳强度提高了49％左右.16MnR十字接头超声冲击前后的S-N曲线方程依次为lgN=26.76-9.29lgσmax和maxlgN=32.54-11.05lgσ.超声冲击法能够大幅度提高16MnR十字接头的疲劳强度性能.经过超声冲击的处理,16MnR十字接头的疲劳寿命延长了45～52倍,说明超声冲击处理在提高16MnR十字接头疲劳性能方面具有显著的效果.