贝氏体辙叉钢成分、组织及力学性能对使用寿命的影响

高尚君 郑会锋 孙俊杰

摘 要：实验研究了3种不同成分的贝氏体辙叉钢的组织、力学性能及其实际服役寿命。通过分析3种失效下道后的贝氏体辙叉失效模式与力学性能的关系，以及裂纹萌生、扩展与组织的关系，发现粒状贝氏体组织，与合理的硬度、机械性能指标相配合，可以提高贝氏体钢辙叉心轨的上道运营寿命。

关键词：贝氏体钢;辙叉心轨;失效

0 前言

铁路辙叉是使火车车轮由一股线路转换到另一股线路的平面交叉设备。当列车通过时，轮轨与辙叉之间产生强烈的冲击，辙叉心轨尖端会承受巨大的载荷，日积月累后会使辙叉产生不同程度的变形和磨损。辙叉变形量过大或磨耗严重会导致失效，甚至危害行车安全。传统整铸式高锰钢辙叉因初始强度低，使用初期不耐磨，以及铸件中不可避免存在大量缩孔、疏松、晶粒粗大的现象，导致高锰钢辙叉整体使用寿命不高，因此，研发新型辙叉材料成为了必然。

随着贝氏体相变理论的不断成熟，国内外道岔市场逐步开始采用贝氏体合金钢来制造固定型辙叉中的心轨和翼轨。从大量的线路观察分析可知，目前我国铁路线路上使用的合金钢辙叉不正常失效形式主要有以下几种形式：（1）脆性剥落;（2）塑性变形导致“飞边”;（3）严重磨损;（4）脆性断裂等[1]。辙叉的合金成分、组织及力学性能与失效形式的对应关系仍缺乏系统深入研究，因此，研究贝氏体钢的成分、组织、力学性能对失效模式及使用寿命的影响机制对进一步开发贝氏体辙叉钢和提升辙叉寿命具有指导意义。……