王金能，郭 鑫,2，敬 霖，王开云

（1. 西南交通大学牵引动力国家重点实验室，四川 成都 610031；2. 中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司，江苏 常州 213011）

随着我国列车高速化、重载化发展，列车服役环境和轮轨间的相互作用关系变得更加复杂，轮轨的磨耗和损伤问题日益突出，轮轨间常常伴随着较大的冲击和振动，加剧了车辆和轨道结构部件的损伤、疲劳和断裂破坏，严重影响列车的运行平稳性和安全性。车轮踏面剥离是轨道车辆车轮非圆化损伤的常见形式之一，通常指车轮在服役过程中受到热机械作用或轮轨滚动接触疲劳，在车轮踏面局部或圆周范围内呈现出的龟纹状或鱼鳞状热裂纹和金属剥落损伤现象，如图1 所示。严格意义上，根据车轮踏面剥离的材料失效机理，由轮轨滚动接触疲劳导致的踏面损伤称为剥落（shelling），而由热机械作用导致的踏面损伤称为剥离（spalling）。但是，由于轮轨间相互作用受外界诸多复杂因素的耦合影响，很难对车轮上出现的踏面剥落或剥离进行准确的区分，因此通常将这类车轮踏面损伤统称为“剥离”。

图1 车轮踏面剥离现场图片（左图[6]，右图[7]）Fig. 1 Pictures of wheel tread spalling (left picture[6], right picture[7])

近年来，对车轮踏面剥离的形成机理及影响因素已有大量研究。在形成机理方面，Cummings 等认为踏面剥离形成的直观原因是轮轨间瞬时高温引起的车轮局部金相组织转变。陶贵闯等开展了不同转数下D2 车轮的滑动磨损试验，发现试样磨损表面会形成纳米晶白层，随着白层不断累积，表面开始萌生裂纹，最终出现金属薄片剥落现象。……