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微观组织对高速车轮钢解理断裂应力的影响
  • ISSN号:2095-9389
  • 期刊名称:工程科学学报
  • 时间:0
  • 页码:-
  • 分类:TG142.4[金属学及工艺—金属材料;一般工业技术—材料科学与工程;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083, [2]马鞍山钢铁股份有限公司技术中心,马鞍山243000
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51171020,U1234207); 国家重点基础研究发展计划资助项目(2015CB654800)
  • 相关项目:国产高速铁路用车轮钢断裂及高速加载韧脆转变机理
中文摘要:

利用不同奥氏体化温度和冷却速率对碳质量分数为0.54%高速车轮钢进行热处理,得到具有不同晶粒尺寸和珠光体片间距微观组织的试样.在-120~20℃温度下对具有不同微观组织的拉伸试样和三点弯曲(3PB)缺口试样进行测试;采用二维平面应变有限元计算三点弯曲缺口试样缺口前的应力分布;利用扫描电镜对3PB试样断口进行观察并测量解理起裂源的位置;测定不同微观组织车轮钢试样的解理断裂应力.在扩展控制断裂机制下,微观组织对车轮钢的解理断裂应力具有明显影响,晶粒尺寸和珠光体片间距越小解理断裂应力越高.细化晶粒使未扩展微裂纹的特征长度减小,细化珠光体片间距有助于提高珠光体的有效表面能,从而使得解理断裂应力提高.

英文摘要:

The microstructures with different grain sizes and pearlite interlamellar spacings of high-speed railway wheel steel with a carbon mass fraction of 0. 54% were achieved by heat treatment at different austenitizing temperatures and cooling rates. Notched 3-point bending( 3PB) bars and tensile specimens with different microstructures were tested at temperatures from- 120 ℃ to 20 ℃. The stress distribution ahead of the notch tip was calculated by a two-dimensional plane strain finite element method. The fracture surfaces of the 3PB specimens were observed by scanning electron microscopy and the cleavage initiation site was located. The cleavage fracture stress of specimens with different microstructures was measured. It is shown that the cleavage fracture stress depends on the microstructure when the cleavage critical event is propagation-controlled. The characteristic size of un-propagated microcracks decreases by grain refinement,the decrease of pearlite interlameller spacing is be propitious to increase the effective surface energy of the pearlite microstructure,so the cleavage fracture stress increases with decreasing grain size and pearlite interlameller spacing.

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期刊信息
  • 《工程科学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:北京科技大学
  • 主编:张欣欣
  • 地址:北京市海淀区学院路30号
  • 邮编:100083
  • 邮箱:xuebaozr@ustb.edu.cn
  • 电话:010-62332875
  • 国际标准刊号:ISSN:2095-9389
  • 国内统一刊号:ISSN:10-1297/TF
  • 邮发代号:82-303
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,第二届全国优秀科技期刊评比一等奖,全国高等学校自然科学学报系统优秀学报评比一等奖,中国期刊方阵“双高”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 日本日本科学技术振兴机构数据库,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:392