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钢轨面出现损伤的情况都有哪些

作者编辑:钢轨 | 日期:2019-04-29 14:30:18 | 信息来源:钢轨

一般认为,由接触应力引起的轨面下的剪应力是竖向力造成钢轨伤损的主要原因。由于轮轨的互相作用,轨顶面反复出现接触应力,使轨面出现塑性变形,疲劳磨耗及疲劳裂纹等情况。

1 轨头塑性变形和磨耗

钢轨塑性变形与接触应力成正比,与钢轨的硬度成反比。当接触应力接近钢轨的剪切屈服极限时,接触面开始塑性变形,当接触应力达到4倍剪切屈服极限时,接触面出现连续积累的塑性变形,使轨头压宽或辗边,出现压溃,同时使轨顶表面金属加工硬化,硬度提高,在表面出现疲劳裂纹,导致薄片状剥离,这也是接触应力作用的表面疲劳磨耗。

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2 轨面剥离掉块

受接触应力引起的接触剪应力作用时,塑性流动变形层较深,表面疲劳裂纹沿流变方向倾斜向下发展,当疲劳裂纹扩展速率大于磨耗时,在接触应力较大的轨顶内侧小圆弧处出现鱼鳞状剥离裂纹,剥离裂纹深度与塑性变形对应,在小半径曲线外轨处,一般可达2mm以上。在曲线外轨轮轨的黏着蠕滑作用下,促进了裂纹发展,前后鱼鳞裂纹贯通而出现掉块,由于轨道不平顺,增加了轮轨冲击力,加速了裂纹发展,如果钢中有非金属夹杂,更加快裂纹的萌生和发展。

3 钢轨的核伤

核伤是起源于轨头踏面下5--12mm范围内的内部疲劳裂纹,在这范围内是接触剪应力最大的分布区域,如果在这范围内存在氧化物夹杂物,就会形成条状疲劳裂纹。横向疲劳裂纹发展到较大尺寸后,在车轮动荷载作用下又可能发展横向裂纹。

4 钢轨的波磨

波磨是指在钢轨踏面上出现周期性高低不平的波状变形。形成波磨原因很多,一般认为:当车轮行驶在曲线上时,有“摩擦自激振动”作用,使一侧车轮产生重复黏着与滑动,在滑动过程中使钢轨表面又塑性变形和磨耗,形成波谷,黏着过程处出现波峰。波谷处接触应力急剧增加,金属塑性流动性变形增大,加剧了波磨发展。

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