U75V钢轨断件断裂原因分析

第４０卷第１０期２０１０年１０月

奄珲梭

ＥｌｅｃｔｒｉｃＷｅｌｄｉｎｇＭａｃｈｉｎｅ

Ｖ０１．４０Ｎｏ．１０

０ｃｔ．２０１０

Ｕ７５Ｖ钢轨断件断裂原因分析

程梦晓１，苟国庆２，陈辉２

Ｏ．成都铁路局成都焊轨段，四川成都６１００５１；２．西南交通大学材料学院，四川成都６１００３１）摘要：随着铁路运输的高速化和重裁化，钢轨的伤损日趋严重，传统钢轨损坏形式主要有钢轨局部的磨耗、机车轮空转打滑所产生的踏面擦伤、轨端淬火层的剥落等，列车通过时巨大的冲击载荷易促使这些损伤部位裂纹发展形成轨头横向疲劳裂纹，将降低线路质量，影响行车安全。针时成都焊轨段闪光焊Ｕ７５Ｖ钢轨断件，从宏观和微观两个方面分析其产生断裂的原因，研究钢轨中夹杂物如硫化物、硅酸盐、Ａ１２０，等对钢轨产生断裂的影响。研究表明：本钢轨断件的破坏是由于疲劳裂纹扩展引起的断裂，即钢轨核伤；而疲劳裂纹是由氧化铝及钙铝酸盐非金属夹杂物引起。

关键词：Ｕ７５Ｖ钢轨；断裂；夹杂物

中图分类号：ＴＧ４５７文献标识码：Ｂ文章编号：１００１—２３０３（２０１０）１０－－００６６－０４

ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅｒｅａｓｏｎｏｆＵ７５Ｖｒａｉｌ’Ｓｃｒａｃｋｉｎｇ

ＣＨＥＮＧＭｅｎｇ—ｘｉａ０１，ＧＯＵＧｕｏ－ｑｉｎ９２，ＣＨＥＮＨｕｉ２

（１．ＣｈｅｎｇｄＵＷｅｌｄｉｎｇＴｒａｉｌ，ＣｈｅｎｇｄｕＲａｉｌｗａｙＢｕｒｅａｕ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００５１，Ｃｈｉｎａ；２．ＭａｔｅｒｉａｌＣｏｌｌｅｇｅ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００３１，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｌｒａｅｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｈｉｇｈｓｐｅｅｄａｎｄｏｖｅｒ－ｌｏａｄｉｎｇｏｆｔｈｅｒａｉｌ?ｂｏｒｎｅ，ｔｈｅｒａｉｌ’Ｓｄａｍａｇｅｉｓｍｏｒｅａｎｍｏｒｅｓｅｒｉｏｕｓ．Ａｐｏｒｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄａｍａｇｅｉｓ

ｇｅｎｅｒｅｎｔｅｄｏｎｔｈｅｇｏｏｄｒｕｎｎｉｎｇ，ｆｏｒｉｎｓｔａｎｃｅ，ｐａｒｔｉａｌａｂｒａｓｉｖｅＷｅａｌ＂ｏｆｔｈｅｒａｉｌ，ｔｈｅｓｃｒａｐｅｏｆｔｈｅｓｅａｔｉｎｇｆａｃｅｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｓｕｒｇｅｏｆｔｈｅｌｏｃｏｍｏｔｉｖｅｗｈｅｅｌａｎｄｔｈｅｅｎｏｒｍｏｕｓｉｍｐａｃｔｌｏａｄｉｓｔｈｅｒｅ．ｏｎｏｆｔｈｅｌａｔｅｒａｌｆａｔｉｇｕｅｃｒａｃｋｉｎｇｗｈｅｎｔｈｅｔｒａｉｎｉｓｏｎｒｕｎｎｉｎｇ．ＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｉｓａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｒｅｓｅｏｎｏｆＵ７５Ｖｒａｉｌ’Ｓｃｒａｃｋｉｎｇ．ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｏｎｔｈｅａｆｆｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｉｎｃｌｕｓｉｏｎｉｎｔｈｅｒａｉｌｔｈａｔｃａｕｓｅｉｎｇｔｈｅ

ｃｒａｃｋｉｎｇｏｆｔｈｅｒａｉｌ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｔｈａｔ：ｔｈｅ

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ａｌｕｍｉｎａｃａｌｃｉｕｍ．Ａｌｕｍｉｎａｔｅｓ．ｎｏｎ．ｍｅｔａｌｈｃｉｎｃｌｕｓｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｕ７５Ｖｒａｉｌ；ｃｒａｃｋｉｎｇ；ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ

０前言

现代铁路的高速化为铁路运输带来了新的发展前景。由于高速铁路采用客货分运，且主要为客运，列车车轴轻，小半径线路小，钢轨的伤损形式已经由传统的以磨耗为主转变成以疲劳伤损为主，以往的研究表明，钢轨内存在的ＡｌｚＯ，、硅酸盐和硫化物等夹杂物对疲劳裂纹的产生有着重要影响。国外高速铁路钢轨标准对这些夹杂物提出了较为苛刻的要求，从而保证钢轨中的夹杂物含量处于一个较低、无害的水平【ｌＪ。在此从宏观和微观的角度对成都焊轨段闪光焊Ｕ７５Ｖ钢轨断件产生断裂的原因进

收稿日期：２００９－０３—１８；收稿日期：２０１０－０１—１５

作者简介：程梦＠０９７６－－－），男，ＩⅡｌＪＩＩ成都人，工程师，学士，主

要从事钢轨焊接的研究及应用工作。行分析，以确定其产生断裂的原因。

１宏观观察

钢轨断件断Ｅｌ宏观形貌如图１、图２所示。

图１钢轨断件断口宏观形貌

从图１可看出，钢轨断Ｅｌ放射线指向钢轨轨顶

万方数据