D2车轮钢原始组织对滚动磨损性能的影响

摘要

目的研究原始组织对D2车轮钢滚动磨损性能的影响,探索车轮耐磨性(多边化)的科学控制,为轨道交通关键材料设计和伤损控制提供理论和试验依据。方法使用GPM-30摩擦磨损试验机对原始组织分别为片状珠光体+先共析铁素体(P+F)和回火索氏体(TS)的D2车轮钢试样进行干摩擦风冷滚动磨损试验。通过测量磨损量、观察宏观磨损形貌和测量维氏硬度对磨损性能进行评价,通过扫描电子显微镜和光学显微镜对磨损形貌、截面组织进行观察分析。结果 TS试样更容易形成多边化现象,多边化现象的产生会加速试样的磨损。TS试样的磨损量以及磨损速率均高于P+F试样。运行2×10^5转后,P+F试样以及TS试样的表面磨损机制均以粘着磨损和氧化磨损为主,TS试样表面的剥落坑较多且深,粘着磨损程度更严重,粗糙程度更高。TS试样原始硬度较高,硬化幅度较低,约78%。P+F试样虽然原始硬度较低,但其硬化幅度可达95%,磨损后硬度更高,硬化层更厚。结论 TS试样内以铁素体变形细化的硬化效果为主,P+F试样内产生铁素体细化和渗碳体变形共同硬化的效果。在干摩擦滚动磨损条件下,原始组织为P+F的试样在磨损过程中硬化效果更突出,抗多边化能力和耐磨性能更好。