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          道夾板寒冷易斷裂分析和解決方案
          - 2019-04-18-

          ?       道夾板是鋼軌接頭的聯接部件。在寒冷季節,我國北方道夾板斷裂頻繁,有些使用不到一年即早期斷裂。更換道夾板的工作量大,更換時攔侉列車次數多而造成嚴重的人力物力損失,還可能導致列車顛覆亊故。因此,如何防止或減少其斷裂具有較大的經濟價值和現實意義。
                 道夾板的裂紋起源處附近表面有明顯的縱向磨痕和蝕坑,它的成因是:螺栓預緊力在鋼軌與道夾板的接觸面間產生正壓力,車輪滾過接頭時,道夾板與鋼軌之間發生幅度很小的相對滑動,鋼軌和道夾板軋制表面的粗糙峰和氧化皮就象耕犁一樣沿滑動表面犁出溝槽,而氧化物顆粒脫落下來就形成了蝕坑。因此,道夾板和鋼軌之間發生了微動磨損,磨損區域則成為疲勞裂紋萌生位置。清洗除銹后,可觀察道夾板斷口宏觀形貌,它由較為光滑的疲勞源區、疲勞擴展區和失穩擴展區構成。疲勞源區形似“山嶺”,走向與裂紋擴展方向一致,表明有多個裂紋在不同的平面內產生,隨后擴展相遇。疲勞擴展區可見明顯的貝紋線。失穩擴展可見放射線和結品狀形態,顯微電鏡斷口微觀分析表明失穩擴展區為解理斷,疲勞擴展區亦可見解理臺階,但未見疲勞條紋,表明材質較脆。
                 道夾板斷裂為微動磨損疲勞斷裂。道夾板與鋼軌間的微動磨損使其裂紋萌生,而疲勞裂紋擴展則與普通疲勞無異。
                  道夾板原材沖擊值低,冷脆轉變溫度較髙,這與其品粒粗大,鐵素體呈網狀分布有關。材料冷脆傾向大,使低溫時疲勞裂紋失穩擴展的臨界尺寸變小,從而縮短了疲勞壽命。此外,材料低溫脆性大與疲勞失穩擴展區斷口呈脆性恃征是一致。因此,材料低溫脆性大是寒冷地區道夾板易發生脆性疲勞斷裂的原因之一。
                  應嚴格按YB354-63規定對道夾板進行在處理,并控制熱軋和熱處理工藝,細化品粒尺寸,改善鐵素體分布,防止脫碳的發生,充分發揮材料潛力,可抑制道夾板斷裂或提高其壽命。我國現已研制出一種采用Nb微合金化的道夾板材料,Nb的加入對細化品粒,改善組織結構是有利的。
          結論及解決方案
          (1)道夾板斷裂為微動磨損疲勞機制。
          (2)在寒冷地區道夾板易斷裂是因為一方面使道夾板所受損度應力加大,此外,材料脆性有所增加。加上材質組織狀態不好,現用道夾板在寒冷地區發生疲勞斷裂可能是必然的。
          (3)由于熱加工工藝不當,現用魚尾提材料潛力未得到充分發揮。應嚴格按YB354- 63規定對道夾板進行熱處理,并控制熱軋和熱處理工藝,防止表面脫碳的發生,能預防道夾板斷裂或較大幅度提高其壽命。

          道夾板

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