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基于等离子体离散淬火的钢轨钢的滚滑磨损行为与损伤机理研究

等离子体离散淬火，钢轨钢，磨损，损伤机理，滚滑接触

采用等离子体束对钢轨钢进行离散淬火可以提升钢轨的综合服役性能，但目前钢轨经离散淬火后在滚滑工况下的磨损行为和损伤机理不明。因此，本文首先采用层流等离子体束对环状U75V钢轨试样进行了不同形式的离散淬火，在钢轨试样表面上形成了硬度为800HV左右的均匀马氏体层。然后，采用磨损试验机进行了双盘式滚滑接触磨损试验，结果表明：钢轨经等离子体离散淬火后磨损量减小，但车轮试样的磨损量会略微增大；处理钢轨的表面损伤行为由未处理的点蚀、大剥落转变为小剥落、犁沟，表面损伤减轻；观察硬化区截面发现硬化点能够有效抑制基材区的塑性变形，且与滚动方向相同的硬化区边缘处出现严重碎裂现象。最后，本文建立了滚滑接触磨损试验的有限元接触仿真模型，分析了钢轨表面的应力分布，结合磨损试验结果讨论了硬化点边缘碎裂的原因，为钢轨的等离子体离散淬火技术的广泛应用奠定基础。