将有限元热力耦合-温度场分析与材料相变特征的实验研究相结合,研究了高速度(200km/h)、大载荷(105 N)条件下车轮摩擦热影响区的相变过程,探讨了材料对该过程的影响.结果表明,轮-轨摩擦导致的车轮踏面局部升温可超过材料的奥氏体相变的临界点,碳含量为0.5%时,完全奥氏体化层的深度可达0.6 mm;过冷奥氏体高速冷却,几乎全部形成脆硬的马氏体薄层,造成踏面剥离.通过降碳来降低车轮钢奥氏体相变的临界点,可以显著抑制踏面马氏体层的形成.随着碳含量从0.7%降至0.4%,材料的Ac3提高45℃,马氏体层的厚度减小30%,有助于减少车轮踏面的热疲劳损伤.
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