國產EA4T車軸鋼的缺口疲勞性能

景啟明，曲順德，季亞奇，韓維新，王群娣，趙興龍

(1.中國科學院金屬研究所，沈陽 110016；2.太原重工股份有限公司，太原 030024)

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國產EA4T車軸鋼的缺口疲勞性能

景啟明1，曲順德1，季亞奇1，韓維新1，王群娣2，趙興龍2

(1.中國科學院金屬研究所，沈陽 110016；2.太原重工股份有限公司，太原 030024)

摘要：在國產EA4T車軸鋼上截取光滑和缺口疲勞試樣，按照EN13261-2009標準測試了其旋轉彎曲疲勞性能，并觀察了斷口形貌。結果表明：國產EA4T車軸鋼的光滑和缺口疲勞強度均滿足EN13261-2009的要求，缺口試樣的疲勞強度比光滑試樣的低30%左右；光滑試樣的裂紋萌生于試樣表面，呈單源開裂，缺口試樣的裂紋萌生于缺口根部，呈多源開裂；未斷缺口試樣的缺口根部存在非擴展性裂紋。

關鍵詞：EA4T車軸鋼；旋轉彎曲疲勞；缺口；非擴展裂紋

0引言

EA4T車軸鋼廣泛應用于制造高速列車及城軌車輛的車軸。車軸在實際使用過程中主要承受旋轉彎曲載荷，同時常因為飛砂等外在因素導致輪座部位產生微動損傷，引起局部應力集中，因此在選材與車軸設計制造的過程中除了要考慮車軸的疲勞極限外，還應該考慮車軸鋼的缺口敏感性。在實際檢測中常用光滑試樣和缺口試樣的旋轉彎曲疲勞性能作為車軸抗疲勞性能和抗裂性能的重要指標[1]。歐洲EN13103和EN13104標準對車軸設計方法和程序做了詳細的規定，根據整軸疲勞極限與EA4T鋼安全系數(S)來確定許用應力，而小比例試樣的旋轉彎曲疲勞極限是計算安全系數的重要參數。

國內外有關車軸疲勞性能的研究有很多，包括應力強度因子對車軸疲勞性能的影響、疲勞極限與車軸設計[2-3]、小比例試樣圓周表面的局部缺口對疲勞極限的影響[4]、國產鋼種LZ50及45鋼的疲勞性能研究等[5-6]。……