李迁等：含有上贝氏体的ER8车轮钢的裂纹扩展行为 .753 (a) Upper bainite deformation (b) Pearlite 50m (c) (d) Pearlite deformation (e) ( Pearlite deformation deformation Pearlite deformation 2 um 图72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，主裂纹穿过上贝氏体扩展：(d-f)拉伸断裂 后.主裂纹附近的组织变形 Fig.7 In situ tensile scanning microstructure of 2 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-f)deformation of the microstructure near the main crack after tensile fracture 地阻止裂纹扩展，在偏转裂纹路径和延缓裂纹扩 (段桂花，张平，李金许，等.铁素体和珠光体含量影响变形过程 展方面起着重要作用. 的原位研究.北京科技大学学报，2014,36(8)：1032) (3)含有80%的上贝氏体车轮钢在变形初始 [2]Zeng D F,Lu L T,Gong Y H,et al.Optimization of strength and toughness of railway wheel steel by alloy design.Mater Des,2016, 阶段，3种组织变形都不明显，随着变形量增大，裂 92:998 纹在铁素体/上贝氏体界面处进行扩展，同时伴随 [3]Liu Z X,Gu H C.The in-situ fatigue crack observation of wheel 着珠光体的变形.含有50%的上贝氏体的轮钢中 steels.Prakt Metallogr,2002,39(4):21 的裂纹萌生于铁素体和珠光体区域，随着变形量 [4]Xie Y J,Hu X Z,Wang X H,et al.A theoretical note on mode-I 的增大，扩展至铁素体珠光体和铁素体/上贝氏体 crack branching and kinking.Eng Fract Mech,2011,78(6):919 界面处，当裂纹扩展至上贝氏体区域容易发生偏 [5]Hamada S.Sasaki D.Ueda M.et al.Fatigue limit evaluation 转，且对周围的铁素体和珠光体的变形起到阻碍 considering crack initiation for lamellar pearlitic steel.Procedia Eng,2011,10:1467 作用 [6]Mutoh Y,Korda AA,Miyashita Y,et al.Stress shielding and fatigue crack growth resistance in ferritic-pearlitic steel.Mater Sci 参考文献 EgA,2007,468-470:114 [Duan G H,Zhang P,Li J X,et al.In situ studies on the effect of [7]Zhang W,Liu Y M.Investigation of incremental fatigue crack ferrite and pearlite contents on the deformation process.JUniv Sci growth mechanisms using in situ SEM testing.Int/Fatigue,2012, Technol Beijing,2014,36(8):1032 42:14地阻止裂纹扩展，在偏转裂纹路径和延缓裂纹扩 展方面起着重要作用. （3）含有 80% 的上贝氏体车轮钢在变形初始 阶段，3 种组织变形都不明显，随着变形量增大，裂 纹在铁素体/上贝氏体界面处进行扩展，同时伴随 着珠光体的变形. 含有 50% 的上贝氏体的轮钢中 的裂纹萌生于铁素体和珠光体区域，随着变形量 的增大，扩展至铁素体/珠光体和铁素体/上贝氏体 界面处，当裂纹扩展至上贝氏体区域容易发生偏 转，且对周围的铁素体和珠光体的变形起到阻碍 作用. 参    考    文    献 Duan G H, Zhang P, Li J X, et al. In situ studies on the effect of ferrite and pearlite contents on the deformation process. J Univ Sci Technol Beijing, 2014, 36（8）: 1032 [1] （段桂花, 张平, 李金许, 等. 铁素体和珠光体含量影响变形过程 的原位研究. 北京科技大学学报, 2014, 36（8）：1032） Zeng D F, Lu L T, Gong Y H, et al. Optimization of strength and toughness of railway wheel steel by alloy design. Mater Des, 2016, 92: 998 [2] Liu Z X, Gu H C. The in-situ fatigue crack observation of wheel steels. Prakt Metallogr, 2002, 39（4）: 21 [3] Xie Y J, Hu X Z, Wang X H, et al. A theoretical note on mode-I crack branching and kinking. Eng Fract Mech, 2011, 78（6）: 919 [4] Hamada  S,  Sasaki  D,  Ueda  M,  et  al.  Fatigue  limit  evaluation considering  crack  initiation  for  lamellar  pearlitic  steel. Procedia Eng, 2011, 10: 1467 [5] Mutoh  Y,  Korda  A  A,  Miyashita  Y,  et  al.  Stress  shielding  and fatigue crack growth resistance in ferritic–pearlitic steel. Mater Sci Eng A, 2007, 468-470: 114 [6] Zhang  W,  Liu  Y  M.  Investigation  of  incremental  fatigue  crack growth mechanisms using in situ SEM testing. Int J Fatigue, 2012, 42: 14 [7] (a) (b) (c) (d) (e) (f) 50 μm 50 μm 50 μm 10 μm 2 μm 2 μm Upper bainite deformation Upper bainite deformation Upper bainite Upper bainite Pearlite deformation Ferrite Pearlite deformation Pearlite deformation Ferrite Pearlite Pearlite Pearlite 图 7    2#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，主裂纹穿过上贝氏体扩展；（d~f）拉伸断裂 后，主裂纹附近的组织变形 Fig.7    In situ tensile scanning microstructure of 2# 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–f) deformation of the microstructure near the main crack after tensile fracture 李    迁等： 含有上贝氏体的 ER8 车轮钢的裂纹扩展行为 · 753 ·