Effect of Rail Hardness on Wheel-rail Rolling Wear and Damage under the Moderate Sandstorm Environment

摘要: 为研究戈壁和沙漠中等强度沙尘暴环境下钢轨硬度对轮轨滚动磨损和损伤的影响,采用风沙环境双盘滚动接触疲劳试验机对四种不同硬度的珠光体钢轨材料进行了轮轨滚动试验。结果表明,戈壁和沙漠中等强度沙尘暴环境下,随着钢轨硬度增加,平均黏着系数均无显著变化,车轮磨损率均先减小后增加,但钢轨磨损率在戈壁和沙漠中等强度沙尘暴环境下分别呈下降和上升趋势;这两种中等强度沙尘暴环境下,车轮的磨损机制主要为氧化磨损和疲劳磨损,且车轮氧化磨损随着钢轨硬度的增加而逐渐加剧,而钢轨的磨损机制主要为疲劳磨损;随着钢轨硬度的增加,这两种中等强度沙尘暴环境下,钢轨剖面裂纹深度总体均呈下降的趋势,表明钢轨的疲劳损伤随着钢轨硬度的增加而逐渐减轻;由于疲劳损伤对轮轨运行安全的影响比磨损更大,综合考虑钢轨材料的抗滚动磨损性能和抗滚动接触疲劳性能可以得出,高硬度的热处理钢轨更适合用于中等强度沙尘暴环境。