■ 张关震



车轮踏面裂纹分析

■ 张关震

摘 要：针对城轨列车车轮踏面存在的宏观裂纹，采用化学分析、硬度测试、金相观察等方法对踏面裂纹成因进行分析。车轮踏面裂纹为列车制动引起的热裂纹。车轮踏面制动时的高热区域表层组织会产生相变，形成马氏体组织，脆硬的马氏体组织在轮轨接触应力、制动热应力和组织应力的相互作用下极易碎裂萌生裂纹，裂纹在轮轨接触应力的持续作用下逐渐扩展，最终发展为宏观裂纹。建议城轨列车采用盘型制动，为了减少车轮的热裂敏感性，适当降低车轮的碳含量，选用ER8车轮，降低热裂纹产生的概率。

关键词：城轨列车；车轮踏面；宏观裂纹；制动热应力

车轮是列车重要的走行部件，因其受力状况和工作环境较为复杂，失效事故屡有发生。探明车轮失效原因，提高其可靠性，是保证列车正常运行的关键。

某线路城轨列车车轮在检修作业时发现其踏面存在宏观裂纹，经镟修处理后，部分车轮踏面的裂纹仍然存在。针对其中较为典型的一例损伤车轮，依据相关标准进行检验，结合理化检验结果，分析车轮踏面裂纹的成因。伤损车轮的制动方式采用踏面制动，材质为ER9车轮钢。

1　试验方法

采用4%的硝酸酒精对车轮进行冷酸清洗，观察酸洗后车轮踏面的形貌。切取车轮轮辋截面，将其浸泡在1︰1的盐酸水溶液中，加热至70 ℃后保温2 min，对车轮踏面裂纹区域进行热酸浸蚀检验（低倍检验）。

利用Leica DMI5000M光学显微镜对伤损车轮进行金相观察。……