.752 工程科学学报，第42卷，第6期 (a) 6 50m 30m (e) ( ainite deform 图61车轮钢原位拉伸扫描组织图.(a)变形初期形成的主裂纹：(b)图(a)的局部放大：(c)拉力增大，主裂纹扩展：(d)主裂纹进一步扩展：(e)拉 伸断裂后，主裂纹旁边组织变形：()拉伸断裂后，主裂纹附近的组织变形 Fig.6 In situ tensile scanning microstructure of 1*wheel steel:(a)main cracks formed in the early deformation stage;(b)partial enlargement of Fig.(a). (c)image showing main crack growth with tension increasing,(d)further expansion of the main crack,(e)microstructure adjacent to the main crack after tensile fracture;(f)microstructure around the main crack after tensile fracture 尖端扩展方向有关.靠近裂纹的珠光体发生断裂， 中，主要以铁素体和珠光体组织变形为主.裂纹从 渗碳体破碎，而在裂纹两端的珠光体片层发生一 铁素体和珠光体区域开始扩展，铁素体和珠光体 定角度的偏转.裂纹穿过珠光体和铁素体扩展.裂 变形明显.随变形量的增加，上贝氏体对铁素体和 纹两端的上贝氏体未发生明显变化.图7(c)中拉 珠光体的变形产生阻碍. 力进一步增大，裂纹经历快速扩展，当裂纹扩展至 3结论 上贝氏体，裂纹尖端附近的上贝氏体发生变形，裂 纹扩展受到阻碍.图7(d)中裂纹附近的铁素体与 (1)高铁车轮钢中的组织除了有铁素体和珠 珠光体发生严重的变形，珠光体片层间距明显缩 光体，还存在部分上贝氏体，两组车轮钢中上贝氏 小.当铁素体与珠光体变形区域与上贝氏体相接 体，珠光体和铁素体的体积分数比分别为80%： 触，变形裂纹左端的上贝氏体发生轻微偏转，变形 15%:5%和50%：40%：10%. 过程进行缓慢，上贝氏体对珠光体的变形起到一 (2)高铁车轮钢中产生的裂纹穿过上贝氏体 定的阻碍作用.图7()和图7()中裂纹更倾向于 和珠光体进行扩展.穿过上贝氏体的过程中受到 从铁素体与珠光体区域内扩展.裂纹两端的珠光 阻碍而产生分支裂纹，与此同时，裂纹尖端最终停 体发生明显变形，珠光体发生弯曲，片层间距缩 止在珠光体区域.与珠光体相比，裂纹在上贝氏体 小，渗碳体破碎成粒状.综上，2车轮钢变形过程 中的扩展路径更曲折，这表明上贝氏体能够有效尖端扩展方向有关. 靠近裂纹的珠光体发生断裂， 渗碳体破碎，而在裂纹两端的珠光体片层发生一 定角度的偏转. 裂纹穿过珠光体和铁素体扩展. 裂 纹两端的上贝氏体未发生明显变化. 图 7（c）中拉 力进一步增大，裂纹经历快速扩展，当裂纹扩展至 上贝氏体，裂纹尖端附近的上贝氏体发生变形，裂 纹扩展受到阻碍. 图 7（d）中裂纹附近的铁素体与 珠光体发生严重的变形，珠光体片层间距明显缩 小. 当铁素体与珠光体变形区域与上贝氏体相接 触，变形裂纹左端的上贝氏体发生轻微偏转，变形 过程进行缓慢，上贝氏体对珠光体的变形起到一 定的阻碍作用. 图 7（e）和图 7（f）中裂纹更倾向于 从铁素体与珠光体区域内扩展. 裂纹两端的珠光 体发生明显变形，珠光体发生弯曲，片层间距缩 小，渗碳体破碎成粒状. 综上，2 #车轮钢变形过程 中，主要以铁素体和珠光体组织变形为主. 裂纹从 铁素体和珠光体区域开始扩展，铁素体和珠光体 变形明显. 随变形量的增加，上贝氏体对铁素体和 珠光体的变形产生阻碍. 3    结论 （1）高铁车轮钢中的组织除了有铁素体和珠 光体，还存在部分上贝氏体，两组车轮钢中上贝氏 体，珠光体和铁素体的体积分数比分别为 80%∶ 15%∶5% 和 50%∶40%∶10%. （2）高铁车轮钢中产生的裂纹穿过上贝氏体 和珠光体进行扩展. 穿过上贝氏体的过程中受到 阻碍而产生分支裂纹，与此同时，裂纹尖端最终停 止在珠光体区域. 与珠光体相比，裂纹在上贝氏体 中的扩展路径更曲折，这表明上贝氏体能够有效 50 μm 30 μm 50 μm 2 μm 2 μm 50 μm Ferrite a b Upper bainite deformation Upper bainite deformation Upper bainite deformation Upper bainite deformation Micro crack Micro crack Branch crack b b a (a) (b) (c) (d) (e) (f) 图 6    1#车轮钢原位拉伸扫描组织图. （a）变形初期形成的主裂纹；（b）图（a）的局部放大；（c）拉力增大，主裂纹扩展；（d）主裂纹进一步扩展；（e）拉 伸断裂后，主裂纹旁边组织变形；（f）拉伸断裂后，主裂纹附近的组织变形 Fig.6    In situ tensile scanning microstructure of 1# wheel steel: (a) main cracks formed in the early deformation stage; (b) partial enlargement of Fig.(a); (c) image showing main crack growth with tension increasing; (d) further expansion of the main crack; (e) microstructure adjacent to the main crack after tensile fracture; (f) microstructure around the main crack after tensile fracture · 752 · 工程科学学报，第 42 卷，第 6 期