高速列车车轴用EA4T钢腐蚀疲劳性能研究

作者：张浩楠; 张继旺^*; 李行; 卢琪; 朱守东

来源：表面技术, 2021, 50(10): 279-300.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2021.10.028

• EA4T
• 腐蚀
• 疲劳
• 表面损伤
• 人造雨水
• 裂纹扩展门槛值

目的研究腐蚀环境中EA4T车轴钢疲劳性能,为车轴的腐蚀检测和使用寿命评估提供依据。方法采用旋转弯曲疲劳试验机,在人造雨水模拟的腐蚀环境和空气环境中,对EA4T车轴钢试样进行疲劳试验,以获得不同环境下试样的疲劳S-N曲线、表面损伤以及裂纹扩展规律。然后对扩展裂纹进行概率统计,通过扫描电镜对疲劳失效的断口进行观察,并分析对比不同环境中裂纹扩展门槛值的变化。结果空气环境中,试样的疲劳极限为355 MPa,而在腐蚀环境中,试样不存在疲劳极限,107循环周次对应的疲劳强度降低到245 MPa,相比空气环境中降低了31%。Gumbel分布统计与Weibull双参数分布统计相比,更适合描述EA4T车轴钢试样表面腐蚀裂纹长度随加载次数的变化。腐蚀环境中,疲劳裂纹萌生于表面腐蚀坑,并存在多个裂纹源。腐蚀环境显著降低了试样裂纹扩展门槛值,空气环境下,该值为6.29MPa·m1/2,腐蚀环境下降低到4.1MPa·m1/2。结论腐蚀环境降低EA4T钢疲劳寿命的主要原因是,腐蚀环境降低了裂纹扩展门槛值,加快了裂纹萌生以及短裂纹扩展。而当裂纹达到一定长度时,腐蚀环境对裂纹扩展几乎没有影响。

• 单位
  牵引动力国家重点实验室; 西南交通大学