席艳君，李宪哲，董澍，吴永乐

（中原工学院，郑州 450007）

随着轨道交通不断向高速化、重载化的方向发展，钢轨的工作环境愈发恶劣，其承受的载荷情况变得复杂，钢轨表面损伤失效问题日益增多。其中轮轨磨耗引起的摩擦和磨损等问题，不仅加剧了铁路的运输成本，而且对轨道交通行车安全也提出了更高的要求[1-3]。除列车速度、轮轨材料、轮轨几何外形等因素外，摩擦热产生的温度也是影响轮轨材料磨损失效的关键因素[4-9]。高速铁路运行过程中，轮轨相对滑动，产生摩擦热[10-14]，摩擦热集中在轮轨接触区，使接触区的温度迅速升高[15-20]。研究人员通过数值模拟对轮轨摩擦温升进行了分析，得知车轮和钢轨接触面积的最高温度约为900 ℃[21-24]。钢在空气中受热超过500 ℃时，其氧化反应开始明显加剧，钢轨表面的氧化会因为温度的升高而迅速增加[25]。当温度达到800～850 ℃时，开始有脱碳现象。当温度在850 ℃以上时，脱碳和氧化过程会一起进行[26]，因此研究钢轨材料在800 ℃和900 ℃的高温氧化行为显得尤为重要。在高铁列车紧急制动过程中，钢轨表面会因列车重载和速度的影响而产生摩擦热，加剧表面磨耗物的剥离和脱落，因此研究钢轨磨损对高温氧化行为的影响极为重要。钢轨表面剥落塌陷是磨损和氧化交错重复出现的结果，氧化磨损是钢轨表面损伤的主要方式之一，但未见相关研究报道。本文主要对U71Mn钢轨材料进行不同程度的磨损，研究磨损后钢轨材料的高温氧化行为，初步探讨高温和磨损对钢轨表面剥落塌陷的影响机制。……