.566. 北京科技大学学报 1993年N0.6 连同圆外部接触载荷而形成的剪切应力使作用在该界面上的应力大大提高，促进了疲劳裂 纹的萌生。通常在磨损条件下，随滑差及载荷的提高，轨钢的加工硬化程序加大，对应较高 的表面硬度和较厚和硬化层深度，这样以疲劳形式产生的磨屑尺寸就增大。当粘附磨损和疲 劳磨损机制同时作用时，后者是磨损速率的主要控制因素，因此，增大滑差和载荷都会提高 轨钢的磨损速率。同样，低屈服强度和硬度的材料往往呈现强烈的加工硬化，具有较厚的硬 化层，因而其耐磨抗力低于高强材料。 本试验条件下的磨损形式主要有粘附磨损和疲劳磨损。试验开始阶段，具有相对洁净表面 的试样主要以粘附方式磨损，对应较小的磨屑和低的磨损速率，随摩擦系数的增大，磨损速 率稍有提高，在整个磨损过程中，始终存在这种方式的磨损。磨粒磨损的产生要求磨粒的硬 度必须超过磨损表面金属硬度一定的界限81，残留在试样表面上的粘附磨损粒子不能满足这个 条件，因此磨粒磨损在此磨损阶段不是主要的。随接触循环次数的增大和亚表层塑性应变的 积累，在达到一定的组织、应力及塑性应变条件时，裂纹在亚表面下萌生，并扩展，直到疲 劳磨屑产生，对应较高的磨损速率。这时如有小块疲劳磨屑残留在滚磨表面上，因其硬而脆 的性质，就会在表面的相对滑动中产生磨粒磨损。因此，该阶段磨损包括粘附、表面疲劳和 磨粒磨损等3种形式，其中，疲劳磨损起主要作用。 4结论 (1)在干磨试验条件下，珠光体轨钢的磨损速率随滑差及接触应力的增大而提高。摩 擦系数随滑差而增大，滑差增至~4%时，达到极限摩擦系数。 (2)磨损量与滑动摩擦功成正比例关系，轨钢的磨损是相对滑动造成的。达到极限摩擦 系数后，滑差对磨损的影响归因于滑动距离和滑动速度的不同。 (3)磨损表层组织产生剧烈的塑性流变，流变方向平行于滚磨表面，为疲劳裂纹的萌 生和扩展提供了组织和应变条件。 (4)粘附磨损和疲劳磨损是轨钢磨损的主要形式，疲劳磨损具有高的磨损速率和大而 薄的磨屑，是磨损的主要挖制因素。疲劳磨损中裂纹在亚表面形核，并沿流变层方向扩展。 参考文献 1 Danks D,Clayton P.Wear,1987,120 233 2张世箕.测量误差及数据处理.北京：科学出版社，1979 3 Olver A V.Wear of Materials,Proc Conf Vancouver,Canada,1985,4 254 4 Suh N P.Wear,1977,44 I 5李怀明，北京科技大学博士学位论文，1991 6 Bolton P J.Clayton P.Wear,1984,93 145 7 Kalousek J,Bethume A E.Rail Steele -Developments,Processing and Use,ASTM, STP644,1978:63 8 Richardson R C D.Wear,1967,II:2913 肠 北 京 科 技 大 学 学 报 叨 年 N 6 l 6 . 6 连 同 圆外 部接 触载 荷而 形 成的 剪切 应 力使作 用在 该界 面上 的 应 力大 大 提 高 , 促 进 了疲 劳裂 纹的 萌生 . 通 常在磨 损条件 下 , 随 滑差及 载 荷的提 高 , 轨钢的 加工 硬化程序加 大 , 对应较高 的表面硬 度和较 厚和 硬化层深度 , 这样以 疲 劳形式 产 生的磨 屑 尺寸 就增 大 。 当粘 附磨损和疲 劳磨损机 制同时 作用 时 , 后者是 磨 损速率 的 主要控 制 因素 , 因此 , 增 大滑差 和载荷都 会提高 轨钢的磨损 速率 。 同样 , 低屈服 强 度和硬 度 的材 料往往 呈 现强 烈的 加工 硬化 , 具有较 厚的硬 化层 , 因而 其耐 磨抗力低于 高强 材 料 . 本试验条件下 的磨损 形 式 主要有 粘 附磨损 和疲 劳磨损 . 试 验开 始阶段 , 具有相对洁 净表面 的试样主要 以粘 附方 式磨损 , 对应 较小的磨屑 和低 的磨损 速率 , 随摩擦系数的增 大 , 磨 损速 率稍 有提 高 , 在 整个 磨损过 程 中 , 始终存在这 种 方式 的磨损 . 磨粒磨损的产 生要 求磨粒 的硬 度 必 须超过磨损 表 面金属 硬度一 定 的界 限{日 l , 残 留在 试样表 面上的枯 附磨 损粒子不能满足这个 条件 , 因此 磨粒磨损在此磨损 阶段不 是 主要 的 . 随接触循环 次数的增 大和亚表 层 塑性应 变的 积累 , 在 达到一 定 的组织 、 应力 及 塑性应变条 件时 , 裂 纹 在亚表面下 萌生 . 并扩 展 , 直到疲 劳磨 屑产 生 , 对应较 高的磨损速 率 。 这 时如有 小块 疲 劳磨 屑残留在滚磨表 面上 , 因其硬 而脆 的性 质 , 就会在 表 面的相 对滑 动 中产 生磨 粒磨 损 . 因此 , 该阶段磨损 包 括枯 附 、 表面疲 劳和 磨粒磨损 等 3种形式 , 其中 , 疲劳磨 损起主要 作用 。 4 结 论 ( 1) 在 干磨试验 条件下 , 珠 光体轨钢 的磨损速 率 随滑 差及 接触 应 力 的增 大 而 提 高 。 摩 擦 系数随 滑差而 增大 , 滑差增 至 一 4 % 时 , 达到 极 限摩擦 系 数 。 ( 2) 磨 损量 与 滑动摩 擦功 成正 比例关 系 , 轨 钢 的 磨 损是 相 对滑 动造 成 的 。 达到极限摩擦 系数后 , 滑差 对磨损的影 响 归 因于滑 动距 离和 滑动 速度 的不 同 。 ( 3) 磨损表 层组 织产生剧 烈 的塑 性 流变 , 流变 方 向平 行于 滚磨 表 面 , 为 疲 劳裂 纹 的 萌 生和扩展 提供了组织 和 应变条 件 。 ( 4 ) 粘附磨损 和疲劳磨 损是 轨钢 磨损的 主要形 式 , 疲 劳 磨 损具 有 高 的磨 损 速 率和 大 而 薄的磨 屑 , 是 磨损 的主 要控制 因素 。 疲 劳磨损 中 裂纹在 亚表 面形核 , 并沿流 变层方 向扩 展 。 参 考 文 献 1〕a n kS D , C l a yt o n P . W ea r , 1 9 8 7 , 12 0 : 2 3 3 张世箕 . 测 量误差及 数据处理 . 北京 : 科学 出 版社 , 1 97 9 O l ver A V 等 . W ea r o f M a t e ir a b , Por e oC nf Va n co u ver , aC n a d a , 1 9 8 5 , 4 : 2 54 S u h N P . W ea r , 1 9 7 7 , 4 : l 李 怀 明 , 北 京科 技大 学 博 士学位 论 文 , 1 9 91 oB lto n P .J Q a yt o n P . W ea r , 1 9 8 4 , 9 3 : 14 5 K a 1 0 use k J , 珑t h u l n ` A E . R a il S 枉兄l e 一 eD vel o p r ℃ n st , Por 以s s in g a dn U se , AS T M S T P 6月4 , 1 9 7 8 : 6 3 R ic h a dt so n R C D . W份r , 1 9 67 , 1 1 : 2 9 1