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新型辙叉钢工作表层感应淬火工艺研究
| 论文题名： | 新型辙叉钢工作表层感应淬火工艺研究 |
| 关键词： | 感应淬火;数值模拟;温度场;辙叉钢;工作表层 |
| 摘要： | 随着我国高速铁路的发展，铁路运输量的不断增加，轮轨接触应力越来越大，钢轨伤损也越来越严重，这些伤损的大量发生严重影响了列车的平稳运行，疲劳伤损不断发展，甚至发生钢轨断裂危及行车安全。对钢轨的使用研究表明，提高钢轨强度，可以缓解或防止接触疲劳伤损的发生与发展，故本文对心轨的工作表层进行感应淬火，使心轨具有较高强度和耐磨性的淬硬层，且心轨内部保持原来的塑性和韧性，从而实现一种外强内韧的分布。本文采用了具有高效节能的电磁感应加热方式对心轨工作表面进行局部加热，并运用DEFORM有限元软件进行了淬火过程的数值模拟，对心轨感应淬火过程中的温度场、组织场和应力场进行了研究和分析，优化了淬火工艺，减少试验成本，对实际生产提供参考。本文的主要研究内容包括： （1）对心轨的材料进行成分测定，选取十组不同的冷速测定该材料的连续冷却转变曲线，并观察各冷速下的组织形貌，明确其组织演变的规律，为后续制定淬火工艺提供参考。 （2）依据心轨轨头外形的特点，设计了一种仿形的感应加热线圈，分别对轨头的踏面和两侧进行感应加热，以实现轨头温度的均匀化。利用DEFORM软件模拟感应加热过程，确定了感应加热的参数，并通过分析温度场和组织场的分布确定了最佳的加热时间。 （3）在感应加热温度场的基础上，根据选定的换热系数进行了淬火过程的模拟，得到了心轨淬火过程中的温度场、组织场和应力场的分布云图，分析了三个场中各关键点的变化趋势。通过实验观察到了距离轨头表面不同深度的组织形貌，从而确定了心轨热处理的淬火工艺。 |
| 作者： | 陈士博 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 王葛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 燕山大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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