微合金化钢轨淬火工艺的优化及其疲劳裂纹扩展行为研究

摘要

为定量化分析微合金化与淬火工艺、裂纹扩展的关联性，寻找修正钢轨淬火时所产生自回火现象的方法，通过对GGX-G重轨钢和自行开发设计的微合金元素重轨试验钢在8℃/s淬火冷速与8℃/s淬火冷速自回火后展开疲劳裂纹扩展试验，结果表明：未热处理态下，试验钢疲劳寿命优于GGX-G钢11万次；在经8℃/s冷速及8℃/s冷速自回火工艺后，由77万次均提升至107万次，自回火未影响试验钢的疲劳寿命，仍有良好的疲劳性能；淬火后试验钢在Ⅱ区均出现的慢速扩展区，且自回火后试验钢的?K范围更高，微合金化后的钢轨对自回火所造成的疲劳性能降低有着优良的抗性；淬火工艺后的试验钢均优于国标要求，且8℃/s淬火冷速与8℃/s淬火冷速自回火的疲劳断口未见差异，同样表明自回火对试验钢的综合疲劳性能影响甚微，有着良好的抗自回火能力。通过向钢轨中添加一定的微合金元素，不仅提升了淬火后钢轨的疲劳性能，同时也修正了自回火对钢轨性能的影响。