模拟曲线滚滑接触的轮轨材料磨损试验研究

摘要

基于实测曲线轮轨廓形计算得到轮轨接触应力和滑差率数据,采用双盘式摩擦磨损试验机,开展了U71Mn钢轨和ER8车轮材料模拟曲线滚滑接触状态下的滚动摩擦磨损试验,对轮轨试样的磨损量、摩擦系数变化、加工硬化、表面形貌等进行了对比分析。结果表明:滑差率对轮轨试样磨损速率的影响要显著大于接触应力;轮轨试样间的摩擦系数随着接触应力的增加而降低,随着滑差率的增加而增加,但都逐渐收敛于0.7~0.8区间;钢轨试样形成的加工硬化层既硬且薄,相比车轮试样表现出更高的耐磨性。滑差率对轮轨间磨损模式由氧化磨损—黏着磨损—疲劳磨损发展过程的影响更为直接;接触应力相同时,车轮试样的表面裂纹密度在滑差率4%时达到峰值。建议轮轨磨损标准试验方法的滑差率取4%~6%,接触应力取600~800 MPa。