Experimental Study on Ratcheting Behavior of Different Rail Steels

摘要： 棘轮行为诱导的滚动接触疲劳失效是钢轨伤损的主要形式之一，分析不同钢轨材料在循环载荷作用下的棘轮行为演化规律，对线路钢轨选材具有重要指导意义。针对现役的热轧U71Mn、热处理U71Mn、热轧U75V和热处理U78CrV四种钢轨材料分别限定初始最大塑性应变和峰值应力相同，开展了循环塑性变形行为试验研究，讨论不同钢轨材料棘轮行为的演化规律的差异。结果显示：在试验涉及的四种钢轨材料中，热处理U78CrV和热轧U71Mn分别拥有最高和最低的屈服强度、极限强度；当棘轮应变初始值相近时，热处理钢轨棘轮应变演化速率无论是初期还是稳定期都高于热轧钢轨；当峰值应力相同时，强度更高的钢轨抵抗塑性变形的能力更高。不同钢轨材料在失效棘轮应变相近时的疲劳寿命差异较大，疲劳寿命随失效棘轮应变的增加而降低，且稳定棘轮应变率可用于钢轨危险位置的疲劳裂纹萌生寿命预测。