發(fā)布時間：2020-12-01 16:50

　　隨著城市軌道交通的快速發(fā)展,車輪作為行走的關(guān)鍵部件,其需求量也在逐年迅速增加。因此,開發(fā)滿足城市軌道交通運(yùn)輸“低速輕載”特殊要求的車輪對我國城市軌道交通的發(fā)展具有重要意義。球墨鑄鐵材料憑借其綜合力學(xué)性能高、耐磨性好、良好的機(jī)械加工性能和較低的制造成本等優(yōu)點作為結(jié)構(gòu)材料已經(jīng)被廣泛地使用。因此,開發(fā)能夠滿足城市軌道交通安全性、舒適性、經(jīng)濟(jì)型要求,且綜合性能優(yōu)越的新型球墨鑄鐵車輪,有著極其重要的意義。本論文主要以開發(fā)應(yīng)用于城市軌道交通車輪的新型球墨鑄鐵材料為目標(biāo),建立一條小尺寸試樣熱態(tài)試驗和全尺寸車輪數(shù)值模擬相結(jié)合的技術(shù)路線,探明球墨鑄鐵成分、組織和性能的內(nèi)在聯(lián)系,以此研究城市軌道交通車輪用球墨鑄鐵的材料設(shè)計和制備工藝,并研究其具體運(yùn)行環(huán)境下的磨損行為。首先,通過FactSage熱力學(xué)軟件和正交實驗設(shè)計合金化球墨鑄鐵車輪材料的合金成分,研究硅,銅,鎳等合金元素對其基體組織的作用規(guī)律。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究合金化球墨鑄鐵的力學(xué)性能和干態(tài)滾滑復(fù)合摩擦磨損性能。研究表明:適當(dāng)合金元素的添加可以獲得不同鐵素體和珠光體含量的基體組織,其競爭轉(zhuǎn)變主要與共析轉(zhuǎn)變時碳元素的擴(kuò)散有關(guān)。此外,力學(xué)性能主要取決于... 

【文章來源】：上海大學(xué)上海市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：135 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

中國城軌運(yùn)營線路與運(yùn)營里程

為其在未來城軌運(yùn)輸領(lǐng)域中的應(yīng)用提供技術(shù)儲備。軌車輪的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀軌車輪的發(fā)展現(xiàn)狀是影響城軌車輛運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性的關(guān)鍵部件之一，在運(yùn)行體的重量、傳遞驅(qū)動力和制動力到鋼軌以及制動時吸收產(chǎn)生的根據(jù)車輪的結(jié)構(gòu)差異，車輪可以分為由熱壓配合法組裝的分體軋制或鑄造等方法一體成形的整體車輪[10]。目前，城軌車輛主系統(tǒng)已有 100 多年的發(fā)展過程。1851 年世界上第一個車輪是的分體車輪；1919 年日本也開始了分體車輪的制造。上世紀(jì) 的結(jié)構(gòu)逐漸由分體車輪發(fā)展為整體車輪。由于擔(dān)心制動時輪箍在分體車輪只應(yīng)用于少量的電車和客貨車上。圖 1-2 為典型車要由輪輞、輻板和輪轂組成。

圖 1-3 中國球墨鑄鐵產(chǎn)量分布Figure 1-3 Manufacturing variations of ductile iron in China鑄鐵的組成主要包括基體組織和球狀石墨。按基體組織分類，鐵素體-珠光體球墨鑄鐵、貝氏體球墨鑄鐵和馬氏體球墨鑄鐵學(xué)性能主要取決于石墨球形態(tài)，大小和數(shù)量分布以及基體組織示為各類基體組織球墨鑄鐵的力學(xué)性能[54]，可以發(fā)現(xiàn)基體組織球墨鑄鐵的力學(xué)性能。由于其優(yōu)越的力學(xué)性能和較低的生產(chǎn)成年代問世以來，球墨鑄鐵的應(yīng)用一直在持續(xù)擴(kuò)大。針對于不同了以下幾類典型的球墨鑄鐵。表 1-2 各類基體組織球墨鑄鐵的力學(xué)性能Table 1-2 Mechanical properties of ductile irons with various matrix structur組織 鐵素體 鐵素體-珠光體 珠光體 回火馬氏體 奧氏體 (MPa) 400 550 700 800 310 度(HB) 147-187 170-207 217-269 350-550 140-160

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鋁合金箱體鑄造工藝設(shè)計及數(shù)值模擬[J]. 孫悅穎,郭瑩,葉茜.  鑄造技術(shù). 2018(04)
[2]鋼錠鑄造過程宏觀偏析數(shù)值模擬[J]. 沈厚發(fā),陳康欣,柳百成.  金屬學(xué)報. 2018(02)
[3]鑄造宏觀過程數(shù)值模擬技術(shù)的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 廖敦明,曹流,孫飛,陳濤.  金屬學(xué)報. 2018(02)
[4]AZ80鎂合金低壓脈沖磁場半連續(xù)鑄造過程的數(shù)值模擬和實驗研究[J]. 冀煥明,羅天驕,楊院生.  中國有色金屬學(xué)報. 2017(03)
[5]鋁合金輪轂砂型重力鑄造過程的數(shù)值模擬[J]. 白海龍,陳東東,滕媛,呂金梅,姜貴民,嚴(yán)繼康.  鑄造技術(shù). 2017(01)
[6]Effects of sphere size on the microstructure and mechanical properties of ductile iron–steel hollow sphere syntactic foams[J]. Hamid Sazegaran,Ali-Reza Kiani-Rashid,Jalil Vahdati Khaki.  International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2016(06)
[7]鑄造充型過程數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀評述[J]. 劉東戎,楊智鵬,王麗萍,郭二軍.  哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報. 2016(03)
[8]城軌車輛車輪輪緣異常磨耗原因及措施分析[J]. 郭燕輝.  中國鐵路. 2016(06)
[9]低壓雙邊澆鑄造鋁合金車輪鑄件成形過程數(shù)值模擬及優(yōu)化[J]. 陳玖新,代穎輝,葉珍,朱大智,劉文祎,楊明娟.  鑄造. 2016(04)
[10]球墨鑄鐵中兩類石墨球化機(jī)理的評述[J]. 國林釗,楊華.  機(jī)械工程材料. 2015(01)
[1]軌道交通對城市群緊湊發(fā)展及其經(jīng)濟(jì)效率的影響研究[D]. 郝偉偉.北京交通大學(xué) 2017
[2]輪軌滾動接觸疲勞與磨損耦合關(guān)系及預(yù)防措施研究[D]. 王文健.西南交通大學(xué) 2008
[3]基于宏—微觀模型的球墨鑄鐵凝固過程數(shù)值模擬[D]. 鄭洪亮.山東大學(xué) 2007
[4]輪軌滾動接觸疲勞損傷機(jī)理研究[D]. 郭俊.西南交通大學(xué) 2006

博士論文
[1]鋁合金箱體鑄造工藝設(shè)計及數(shù)值模擬[J]. 孫悅穎,郭瑩,葉茜.  鑄造技術(shù). 2018(04)
[2]鋼錠鑄造過程宏觀偏析數(shù)值模擬[J]. 沈厚發(fā),陳康欣,柳百成.  金屬學(xué)報. 2018(02)
[3]鑄造宏觀過程數(shù)值模擬技術(shù)的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 廖敦明,曹流,孫飛,陳濤.  金屬學(xué)報. 2018(02)
[4]AZ80鎂合金低壓脈沖磁場半連續(xù)鑄造過程的數(shù)值模擬和實驗研究[J]. 冀煥明,羅天驕,楊院生.  中國有色金屬學(xué)報. 2017(03)
[5]鋁合金輪轂砂型重力鑄造過程的數(shù)值模擬[J]. 白海龍,陳東東,滕媛,呂金梅,姜貴民,嚴(yán)繼康.  鑄造技術(shù). 2017(01)
[6]Effects of sphere size on the microstructure and mechanical properties of ductile iron–steel hollow sphere syntactic foams[J]. Hamid Sazegaran,Ali-Reza Kiani-Rashid,Jalil Vahdati Khaki.  International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2016(06)
[7]鑄造充型過程數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀評述[J]. 劉東戎,楊智鵬,王麗萍,郭二軍.  哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報. 2016(03)
[8]城軌車輛車輪輪緣異常磨耗原因及措施分析[J]. 郭燕輝.  中國鐵路. 2016(06)
[9]低壓雙邊澆鑄造鋁合金車輪鑄件成形過程數(shù)值模擬及優(yōu)化[J]. 陳玖新,代穎輝,葉珍,朱大智,劉文祎,楊明娟.  鑄造. 2016(04)
[10]球墨鑄鐵中兩類石墨球化機(jī)理的評述[J]. 國林釗,楊華.  機(jī)械工程材料. 2015(01)
[1]軌道交通對城市群緊湊發(fā)展及其經(jīng)濟(jì)效率的影響研究[D]. 郝偉偉.北京交通大學(xué) 2017
[2]輪軌滾動接觸疲勞與磨損耦合關(guān)系及預(yù)防措施研究[D]. 王文健.西南交通大學(xué) 2008
[3]基于宏—微觀模型的球墨鑄鐵凝固過程數(shù)值模擬[D]. 鄭洪亮.山東大學(xué) 2007
[4]輪軌滾動接觸疲勞損傷機(jī)理研究[D]. 郭俊.西南交通大學(xué) 2006

碩士論文
[1]奧貝球鐵列車車輪的成形工藝仿真及性能研究[D]. 李志龍.揚(yáng)州大學(xué) 2015
[2]輪軌材料滾動接觸磨損性能及減磨措施研究[D]. 曾東方.西南交通大學(xué) 2012
[3]城軌車輛車輪踏面擦傷檢測技術(shù)的研究[D]. 王偉強(qiáng).北京交通大學(xué) 2012



本文編號：2894940