车轴LZ50钢的酸洗试验设计

试验设计的优点是用较少的试验次数来找出那些显著地影响指标Y的因子X以及因子X取何值时会使指标Y达到最佳值。车轴钢是太钢的重要战略品种,酸洗是车轴钢后处理的关键工序,酸洗质量的好坏直接影响车轴钢的表面质量。系统地阐述了试验设计在车轴钢酸洗试验过程中的应用,找到了最佳设计参数,使车轴钢酸洗质量得到明显改进。     

缺口对车轴钢疲劳性能的影响

采用钼丝进行线切割,制作了车轴钢表面缺口试样,运用有限元方法,计算了不同缺口的理论应力集中系数,通过旋转弯曲试验得到光滑试样和缺口试样的疲劳寿命(S-N)曲线,研究了不同缺口应力集中系数下车轴钢的参数变化规律.结果表明,缺口对材料疲劳寿命的影响,不仅仅表现在其S-N曲线相对于光滑试样S-N曲线整体下降,而且不同缺口S-N曲线左段的直线部分斜率也是不同的.     

微动对车轴钢疲劳性能的影响

针对铁道轮轴间微动损伤的特点,设计了能够模拟过盈连接在旋转弯曲载荷下微动损伤问题的试样轴和试样套管.在实物车轴的特定位置切割试样,加工制作了常规疲劳试样和微动疲劳试样,并采用温差法组装微动疲劳试样的轴和套管,然后借助四点旋转弯曲疲劳试验机,通过单点法试验得出了该车轴钢的常规疲劳寿命(S-N)曲线和微动疲劳寿命曲线.结果表明,微动显著降低了车轴钢的疲劳极限,并且微动疲劳试样均在轴套配合的边缘断裂.     

楔横轧高铁车轴钢25CrMo4塑性损伤形成机理

为揭示楔横轧高铁车轴塑性损伤形成机理,采用近似分析方法对车轴钢25CrMo4试件在三个温度(1040,1100和1160℃)和两个应变速率(10和100s-1)下做不同形变量的压缩和拉伸,获取各应力曲线以及微观组织.结合微观组织对比应力曲线得出结论:压缩时的软化机制由回复和再结晶主导,而拉伸时的软化机制由塑性损伤主导;塑性损伤分为晶界损伤和夹杂损伤两种,且经历形核,长大和汇聚三个阶段;流线处是晶粒细化,晶界损伤及夹杂损伤最容易发生的变形带;夹杂损伤分为晶界和晶内两种;拉应力是造成楔横轧高铁车轴塑性损伤的主要原因.     

经喷丸处理后40^#车轴裂纹的萌生及其沿表面扩展规律

以４０车轴钢为试验材料，选择了两咱不同的喷丸强度对试件施喷。经试验后找到了裂纹萌生与应力的关系曲线，同时给出了些喷丸处理后基体沿须裂纹扩展速率表达式，认为喷丸能提高金属材料疲劳寿命的原因主要体现在因喷丸产生的残余压应力镪化两方面，在低应力区前者起主要作用，而在高应力区后者直主要作用。     

加载波形对车轴钢疲劳裂纹扩展速率的影响

采用电位法裂纹测量技术与断口形貌分析相结合，讨论了加载波形对车轴钢长、短裂纹扩展速率的影响。结果表明，车轴钢对加载波形的变化具有一定的敏感性，在相同的驱动力（△Ｋ）作用下，矩形波加载的裂纹扩展速率普遍高于正弦波加载的裂纹扩展速率。从断口形貌ＳＥＭ照片上也证实了这一点。     

压痕对车轴钢疲劳极限的影响

利用硬度计在光滑沙漏状车轴钢疲劳试样上制造压痕,同时利用电火花在试样上加工缺陷,通过疲劳试验研究两种缺陷尺寸与试样疲劳极限之间的关系。将两类试样的测试结果和基于材料硬度、缺陷投影面积的Murakami模型计算结果进行对比。利用扫描电镜观察试样疲劳断口。结果表明,与计算结果相比较,压痕局部塑性变形导致的加工硬化和残余应力对试样的疲劳强度没有影响,裂纹依然从应力集中最大的压痕底部起裂。电火花缺陷表面粗糙度较大引起二次缺口效应,表面硬脆的重铸白层上还有微孔和微裂纹存在,导致此类试样疲劳强度低于模型计算结果,裂纹从电火花缺口底部多处萌生。     

LZ50钢液中微量稀土脱氧及夹杂物生成机理研究

用真空感应炉在MgO坩埚中熔化2.5 kg的LZ50车轴钢,添加稀土(RE)元素后进行二次精炼,制备了微RE合金化后的试样。结合钢化学成分分析、SEM和EDS检测结果,计算并讨论了微量RE元素对LZ50钢中O、S等元素的影响。结果表明,微量RE(质量分数0.0026%)能降低低氧、低硫在LZ50钢中的O含量,对S含量却无明显影响;RE的脱氧产物为CeAlO3,且能把钢中带棱角的Al2O3-SiO2夹杂物变为圆球状SiO2-Al2O3-RE2O3复合夹杂物。