张 毅, 柴 哲, 孙慧丽, 田保红,刘 勇, 安俊超, 宋克兴

(1.河南科技大学 材料科学与工程学院, 河南 洛阳 471003;2.洛阳理工学院 材料科学与工程学院, 河南 洛阳 471003;3.有色金属共性技术河南省协同创新中心, 河南 洛阳 471003)

高速铁路作为国内交通运输的后起之秀,是实现“人便其行、货畅其流”的重要基础设施之一,为国民经济持续快速发展提供了有力保障.但是,其营运速度通常高达250 km/h,机车牵引系统的工作状态以及轴箱轴承等关键部件的可靠性成为其安全运行的制约因素[1-3].

其中,轴箱轴承过盈装配于轮对的车轴上,将车身重量与载荷传递至轮对的同时,对轴颈润滑、减少摩擦及降低运转阻力等方面大有裨益[4].其服役时,通常处于复杂应力状态和高应力值的工作环境下高速持续运转,伴有不同程度的拉伸、压缩、交变、弯曲、剪切等作用,滚动接触疲劳失效是其工作时的主要损伤形式[5].通常滚子与内外圈滚道接触部分承受周期性交变载荷,接触表面先出现疲劳剥离,进而引发轴承振动、异响和急剧温升,甚至热切轴[6].所以,高速铁路复杂的运营环境对车辆轴箱轴承的使用材料及热处理工艺提出了更苛刻的要求.

高碳铬轴承钢具有良好的抗疲劳性能、合适的弹性和韧性、淬回火后硬度高且均匀,并且合金成分易于控制、热处理方法成熟,在国内外机车轴承制造领域得到广泛应用[7].GCr15钢是高碳铬轴承钢的典型代表,该钢种的热加工变形性能好,球化退火……