兩種橡膠材料，一種是丁基橡膠，一種是天然橡膠，制作工藝是先開模具，然后放入配好的橡膠模壓成型，我有個(gè)朋友做這個(gè)輪胎是怎么做成的,運(yùn)用了什么科學(xué)道理在里面

輪胎生產(chǎn)需要這幾個(gè)步驟：煉膠、半成型、成型、硫化、檢驗(yàn)、入庫(kù)。

密煉：

大家都知道橡膠都是乳白色的，因?yàn)樘砑恿颂亢诘雀鞣N元素才變成了黑色。添加化學(xué)物質(zhì)的過(guò)程工藝就叫做密煉。

密煉車間環(huán)境很不好，氣味太大，一般人只能工作三年，不然會(huì)有后遺癥的。

倍耐力的原始橡膠全部是進(jìn)口的天然橡膠，送往研發(fā)中心做品質(zhì)鑒定，之后送往密煉車間，通過(guò)密煉機(jī)（德國(guó)進(jìn)口），輸入配方(倍耐力特有的)，摻入顆粒、炭黑等多種元素，制成輪胎每個(gè)零件的專用膠。稍微有雜質(zhì)的全部廢品。（密煉車間的橡膠嚴(yán)禁用腳踩的，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，立即開除）。曾經(jīng)有人夜班睡著被卷入密煉機(jī)，結(jié)果……

此過(guò)程好比蒸饅頭的和面。

半成型：

最重要的環(huán)節(jié)，機(jī)器最復(fù)雜的車間，本人在此車間工作，擔(dān)當(dāng)工程部一員。

密煉車間出來(lái)的不同種類的膠全部送至此。

鋼壓機(jī)：通過(guò)擠出機(jī)、壓延機(jī)，使橡膠和纖維簾布、鋼絲簾布完全結(jié)合，然后送往裁斷機(jī)裁斷，裁成不同角度的簾布送往成型車間。

如果有一點(diǎn)氣泡，此卷簾布作廢。近萬(wàn)元的原料成為廢品。工藝要求很嚴(yán)，裁斷的接頭允許誤差交錯(cuò)為1毫米，否則作廢。鋼壓機(jī)是意大利進(jìn)口貨，裁斷機(jī)是荷蘭VMI公司進(jìn)口。這工作很危險(xiǎn)的，曾經(jīng)有人在這機(jī)器上為倍耐力獻(xiàn)出手指。鋼絲是特制材料的，有毒。刺破皮膚后，傷口奇癢。鋼絲直徑大約0.3毫米，通體金色，堅(jiān)韌無(wú)比。

三復(fù)合、雙復(fù)合：密煉車間送來(lái)的膠，在此通過(guò)三臺(tái)擠出機(jī)進(jìn)一步煉制，形成胎面，最初的臺(tái)面是沒(méi)有花紋的，只有四條雛形的排水溝槽。大家在新胎上看見的彩色的線和數(shù)字，就是在此印上去的，標(biāo)記用。卷曲送往成型車間。雙復(fù)合是生產(chǎn)胎側(cè)表面橡膠的機(jī)器，原理一樣。

取名三復(fù)合、雙復(fù)合是因?yàn)榘讶N、兩種不同的膠完全混合以生產(chǎn)臺(tái)面和胎側(cè)的膠。

三角較：同樣是密煉車間送來(lái)的膠，在此通過(guò)擠出機(jī)制成胎側(cè)和鋼絲圈聯(lián)合的橡膠機(jī)器，它是輪胎和輪輞緊密接觸而不漏氣的關(guān)鍵東西。也是真空胎密閉的關(guān)鍵。

鋼絲圈：輪胎趾口的關(guān)鍵骨架，10跟單線鋼絲環(huán)繞成的鋼絲圈，這就是輪胎所謂的15 16 17 18 19 20寸的由來(lái)了。允許誤差：直徑2毫米。否則XX。

敷貼機(jī)：將三角膠和鋼絲圈初步粘合的機(jī)器，很簡(jiǎn)單的機(jī)器。之后送往成型車間。

內(nèi)襯層：兩臺(tái)擠出機(jī)生產(chǎn)輪胎最內(nèi)里的氣密層和過(guò)渡層橡膠。輪胎保氣的關(guān)鍵。此機(jī)器生產(chǎn)產(chǎn)品檢驗(yàn)奇嚴(yán)，一張氣密層有一點(diǎn)氣泡，全部作廢。意大利進(jìn)口。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，至今機(jī)器壞了還不會(huì)修理。

零度帶束層：倍耐力專利的捆綁技術(shù)，使胎體更加牢固。小小的擠出機(jī)、每小時(shí)萬(wàn)米的產(chǎn)品。優(yōu)質(zhì)的尼龍線，牢牢的把輪胎內(nèi)里捆綁。此技術(shù)為倍耐力專利，讓汽車高速行駛時(shí)，保證其內(nèi)部牢固，必不可少的零件。此機(jī)器溫度要求甚高，移植到了成型車間。

總之半成型車間的難度是最大的，也是最嚴(yán)格的，因?yàn)闋砍吨芏嗔慵a(chǎn)品。橡膠在擠出機(jī)機(jī)頭內(nèi)超過(guò)10分鐘就成了熟膠，作廢了。還考慮很多條件，溫度、濕度、氣泡，最關(guān)鍵最嚴(yán)謹(jǐn)?shù)木褪浅叽纭?p>此過(guò)程好比切面，弄好每個(gè)饅頭需要的多少面。

成型車間：

半成型車間生產(chǎn)的零件送至此，每個(gè)零件按順序在成型機(jī)排列好：纖維層（窄）、胎側(cè)、內(nèi)襯層、纖維簾布、鋼絲簾布、冠帶層、胎面

，掛上鋼絲圈。成型機(jī)自動(dòng)擠壓形成胎坯，此時(shí)的輪胎已有雛形，但還是生膠。車間常年20度，爽啊。。機(jī)器全部是荷蘭的VMI，自動(dòng)化超高。這樣饅頭就做好了，下一步就是蒸饅頭了。

硫化：生的輪胎坯子硫化之前要在內(nèi)里噴涂一層隔離劑，防止硫化機(jī)的膠囊和內(nèi)襯層粘連，新輪胎的隔離劑依然存在，大家可以用手摸摸新胎的內(nèi)里，是不是弄的手上都是滑膩的類似鉛粉的東西，呵呵。噴涂之后，送往硫化機(jī)里硫化，硫化溫度幾百度，硫化20分鐘就OK了。饅頭出鍋~~~呵呵，帶花紋的饅頭。

成品檢驗(yàn)庫(kù)：相當(dāng)于半成型車間的嚴(yán)格度。通過(guò)X光機(jī)器照射、拍照判斷輪胎瑕疵。例如裁斷機(jī)裁斷的接頭錯(cuò)縫超過(guò)1毫米，作廢。硫化機(jī)硫化的花紋PIRELLI、規(guī)格數(shù)字字樣缺角、稍微有一點(diǎn)瑕疵，統(tǒng)統(tǒng)作廢。

檢驗(yàn)合格的輪胎入庫(kù)，等待發(fā)貨和出口。高鐵車輪是什么材料？

高鐵車輪是用一種特制的鐵路車輪鋼做的。永鑫生重工鍛造的高鐵車輪，出廠前都會(huì)通過(guò)低倍、高倍超聲波探傷，磁粉探傷和力學(xué)性能試驗(yàn)，韌度強(qiáng)度都非常大，既耐高溫又耐低溫。高鐵的車輪高鐵車輪是什么材質(zhì)的？

都是整體輾鋼車輪，材質(zhì)選用CL60鋼材，是我國(guó)鐵路車輛上采用的主型車輪。

K/T列車的車輛采用的都是25系列客車，K字頭使用25G型客車，轉(zhuǎn)向架使用209G/206G型，T字頭采用25K型客車，轉(zhuǎn)向架使用209HS/206KP型。

D/G字頭列車采用和諧號(hào)系列動(dòng)車組，高速動(dòng)車組車輪主要特點(diǎn)：采用薄輪輞（厚約50mm）、薄輻板（一般最小在9-15mm左右）、薄輪轂（壁厚約30mm左右），采用適用于高速運(yùn)行的踏面外形（如UIC的S1002），采用設(shè)計(jì)合理的輻板外形（如雙曲形，雙波紋形，大圓弧形等，并均為圓弧連接）做輪胎怎么做？

制作流程：準(zhǔn)備半成品

平整或切割橡膠

織物層

鋼絲和胎圈

組裝半成品

組裝

后處理

硫化工序

質(zhì)量控制

每個(gè)環(huán)節(jié)都很重要。為了得到所需要的硫化成品，未硫化的產(chǎn)品和半成品必須符合開發(fā)人員的要求。

需要準(zhǔn)備的半成品包括了輪胎的各個(gè)部分：：橡膠、織物、鋼絲和胎圈。

橡膠

輪胎的一種配方中包括以下基本材料：

合成橡膠(苯乙烯-丁二烯, 聚丁二烯, 丁基合成橡膠)

或天然橡膠

加固填充物：碳黑或者硅

硫化產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)從可塑狀態(tài)到彈性狀

態(tài)的轉(zhuǎn)變：硫磺、 加速劑和催化劑等

提高材料性能或改進(jìn)材料某種特性的各種產(chǎn)品

織物層和鋼絲

混合物經(jīng)過(guò)擠壓成形，變成平整的（整張）或者帶切割的（花紋條）產(chǎn)品。整張的材料用于生產(chǎn)織物層或者鋼絲。疊加的過(guò)程需要將織物或者鋼絲嵌入橡膠之中。

胎圈

鋼絲不僅用于制造鋼絲帶束層，有些較粗的鋼絲還被用于制造胎圈。很細(xì)的鋼絲被用于制造鋼絲帶束層（其直徑約為0.25毫米），而較粗的鋼絲被用于制造胎圈（直徑大約為1毫米）。

組裝包括兩步：組裝和后處理

組裝程序是將半成品按照特定的程序組裝起來(lái)。輪胎的組裝需要用一種特殊的機(jī)器，它主要由一個(gè)旋轉(zhuǎn)的鼓組成，半成品從氣密層開始，一層層在鼓上疊加。為了做成一個(gè)外胎，要由機(jī)器或者人工在鼓上放置平整或者切割好的產(chǎn)品、簾子布層、鋼絲帶束層以及胎圈。

后處理階段始于將外胎制作成未來(lái)輪胎的形狀。鼓膨脹的同時(shí)將兩個(gè)胎圈連在一起，外胎就被做成所需的輪胎型號(hào)的形狀。胎冠層（織物或者金屬層）被放置在成形的外胎上，形成了輪胎環(huán)帶，然后再加上胎面的花紋。

在這個(gè)過(guò)程中，未來(lái)的輪胎被稱作未硫化輪胎或者“綠色“輪胎。它僅僅是將產(chǎn)品中未硫化的半成品黏合固定在一起。

硫化是通過(guò)彈性體鏈之間的硫磺橋，把輪胎從可塑狀態(tài)轉(zhuǎn)變成彈性狀態(tài)。硫化中形成了輪胎中不同材料的合成結(jié)構(gòu)?；旌衔锉火ず显谝黄穑畛鋵雍弯摻z相互混合。通過(guò)加熱加壓的方法，在特殊的機(jī)器上可以進(jìn)行模具硫化。輪胎同時(shí)從外部（例如，熱蒸汽在模具壁內(nèi)部循環(huán)）和內(nèi)部（一般使用輪胎內(nèi)部的橡膠隔膜中的高溫壓力液體）進(jìn)行加熱。

通過(guò)在輪胎的內(nèi)部用壓力（超過(guò)10bar）把輪胎壓在模具上，使得輪胎成型。模具內(nèi)刻的花紋會(huì)制造出胎面的花紋和標(biāo)識(shí)文字。硫化過(guò)程的長(zhǎng)短因輪胎的尺寸、制造工藝和所使用的配方而不同。從制造自卸車輪胎的幾分鐘到制造汽車輪胎的15分鐘，而制造推土機(jī)輪胎則需要24小時(shí)甚至更長(zhǎng)時(shí)間。硫化的溫度一般在攝氏100度到200度。

在這個(gè)過(guò)程中，橡膠混合物失去了其初期的可塑性，但同時(shí)也獲得了穩(wěn)定的彈性。

質(zhì)量控制程序保證輪胎的質(zhì)量和品質(zhì)參數(shù)。質(zhì)量控制包含很多方面：超聲波、均勻性、結(jié)構(gòu)、放射線透視和射線照片等。

現(xiàn)在輪胎就可以使用了！我國(guó)高速鐵路車輪

隨著我國(guó)鐵路提速戰(zhàn)略的不斷實(shí)施，高速鐵路的建設(shè)正在積極籌劃和建設(shè)之中。高速車輪作為高速列車的重要零部件，起著支撐整個(gè)列車的重量，并把驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力傳遞給鋼軌的作用，其使用質(zhì)量直接關(guān)系著列車的運(yùn)行安全和旅客生命財(cái)產(chǎn)的安全。為使車輪有良好的使用性能，研究人員對(duì)高速車輪材料進(jìn)行了大量的研究，對(duì)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.4％～0.7％之間的碳素車輪鋼的研究結(jié)果證明，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5％左右的中碳車輪鋼可以獲得較好的綜合性能。但是，僅僅靠調(diào)整碳含量很難優(yōu)化車輪鋼材料的綜合性能，無(wú)法滿足高速列車車輪用鋼的要求。在確定降低碳含量、提高鐵素體珠光體向奧氏體相變時(shí)的臨界溫度的原則下，還需要采用合適的合金化手段，進(jìn)一步改善車輪鋼的性能匹配，使車輪更安全有效地服役于鐵路系統(tǒng)。硅、錳是產(chǎn)生固溶強(qiáng)化作用最顯著的合金元素，在車輪鋼中應(yīng)該保持一定的含量，使鋼的硬度提高。某車輪廠已有的經(jīng)驗(yàn)證明，硅和錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.3％和0.7％左右時(shí)可以使車輪鋼的強(qiáng)度和硬度顯著提高而韌性沒(méi)有明顯的下降。但是，僅以目前的碳、硅、錳元素配比生產(chǎn)的實(shí)物車輪在實(shí)際運(yùn)行中仍然暴露出了強(qiáng)度和硬度偏低，耐磨性和抗接觸疲勞性能較差的問(wèn)題。因此，在成分設(shè)計(jì)方面，添加微合金元素就成為對(duì)高速車輪用鋼進(jìn)一步強(qiáng)化的主要手段，筆者研究了微合金元素鉻對(duì)高速車輪鋼顯微組織和力學(xué)性能的影響。

1 實(shí)驗(yàn)材料和方法

設(shè)計(jì)并生產(chǎn)兩爐車輪鋼連鑄圓坯，其化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))見表1。由于車輪采用的是強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)要求≤0.30％，所以含鉻試驗(yàn)鋼鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)按0.15％～0.30％設(shè)計(jì)，含鉻試驗(yàn)車輪中鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.23％，兩爐鋼其它元素的含量基本相同。為使試驗(yàn)結(jié)果對(duì)實(shí)際生產(chǎn)有更好的指導(dǎo)性，試驗(yàn)車輪的生產(chǎn)完全采用與正常車輪生產(chǎn)相同的工藝，即95t轉(zhuǎn)爐冶煉→LF精煉→VD合金微調(diào)→圓坯連鑄→鍛壓軋制→等溫→淬火加熱→淬火→回火→機(jī)加工→成品檢驗(yàn)。

表1 試驗(yàn)車輪鋼成品的化學(xué)成分 %

試驗(yàn)鋼號(hào) C Si Mn S P Cr O N

1 0.51 0.33 0.72 0.006 0.015 0.23 0.0024 0.0060

2 0.50 0.32 0.72 0.008 0.015 - 0.0018 0.0062

對(duì)成品車輪按照標(biāo)準(zhǔn)取樣，進(jìn)行拉伸和沖擊實(shí)驗(yàn)等基本力學(xué)性能測(cè)試。并用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡和透射電鏡進(jìn)行樣品的顯微組織和精細(xì)結(jié)構(gòu)觀察，并進(jìn)行硬度分析。為了解鉻在車輪鋼中的分布情況，對(duì)鋼中的滲碳體進(jìn)行化學(xué)相分析。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 基本力學(xué)性能

對(duì)試驗(yàn)車輪的輪輞進(jìn)行了常規(guī)力學(xué)性能試驗(yàn)，表2和圖1分別是試驗(yàn)車輪輪輞的拉伸性能、硬度和沖擊性能。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可看出，無(wú)鉻鋼的強(qiáng)度和硬度都較低，僅為847MPa和HB246，略超過(guò)文獻(xiàn)規(guī)定的下限指標(biāo)。和無(wú)鉻車輪鋼相比，含鉻車輪鋼材料的強(qiáng)度和硬度有了明顯的提高，增量分別為50MPa和HB15。尤其是距輪輞表面35mm處的硬度在加鉻后有了顯著的提高。還應(yīng)看到，含鉻鋼的塑性稍有下降，但仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)規(guī)定的下限水平。沖擊實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示，加鉻后對(duì)沖擊性能有一定的影響，但影響不是太大。

表2 試驗(yàn)車輪輪輞的常規(guī)力學(xué)性能

試驗(yàn)車輪 試驗(yàn)溫度/℃ σb/MPa σ0.2/MPa δ/% Ψ/% 踏面下35㎜處斷面的硬度(HB)

含鉻鋼 21.5 900 570 16.5 45.5 261

無(wú)鉻鋼 21.5 847 525 18.0 54.0 246

圖1 試驗(yàn)車輪輪輞的沖擊曲線(V形缺口試樣)

2.2 顯微組織

含鉻車輪鋼和無(wú)鉻車輪鋼輪輞經(jīng)熱處理(淬火+回火)后的顯微組織如圖2所示。從圖中可看出，兩種鋼的顯微組織主要是珠光體，含鉻鋼的先共析鐵素體比無(wú)鉻鋼略少。另外，含鉻鋼的顯微組織比無(wú)鉻鋼的細(xì)小，顯示出加鉻對(duì)車輪鋼的組織細(xì)化有一定的作用。

(a)含鉻鋼；(b)無(wú)鉻鋼

圖2 輪輞經(jīng)淬火+回火處理后的顯微組織

車輪鋼屬于鐵素體-珠光體型中高碳鋼，其性能取決于鐵素體和珠光體組織各自的體積分?jǐn)?shù)、形態(tài)和分布狀況。其中珠光體組織的體積分?jǐn)?shù)占80％以上，其組織形態(tài)和分布對(duì)鋼的性能有很大的影響。珠光體片層間距的大小，決定了珠光體組織性能的優(yōu)劣，是車輪鋼材料的一個(gè)非常重要的材料參數(shù)。影響珠光體片層間距大小的因素主要有轉(zhuǎn)變溫度和合金元素的含量等。進(jìn)一步的TEM觀察可以發(fā)現(xiàn)，加鉻使珠光體的片層間距減小，使組織得到進(jìn)一步細(xì)化，如圖3所示。加鉻提高鐵在γ相中的自擴(kuò)散激活能，降低奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體和珠光體的形核和長(zhǎng)大速度，因而使珠光體的轉(zhuǎn)變溫度降低，珠光體的片層間距減小。

(a)含鉻車輪鋼； (b)無(wú)鉻車輪鋼

圖3 含鉻車輪鋼和無(wú)鉻車輪鋼的珠光體組織(TEM)

為了驗(yàn)證加鉻對(duì)細(xì)化車輪鋼珠光體片層間距的效果，并定量估算含鉻車輪鋼和無(wú)鉻車輪鋼珠光體的表觀片層間距，在掃描電鏡下以1～2萬(wàn)的倍數(shù)觀察珠光體，對(duì)珠光體片層間距進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，結(jié)果示于圖4(圖中橫軸采用片層間距的倒數(shù)來(lái)表征，以求更接近珠光體的本征參數(shù))?？梢钥闯?，含鉻鋼出現(xiàn)概率峰的片層間距為270～300nm，概率峰值約為0.4，而無(wú)鉻鋼出現(xiàn)概率峰的片層間距為330～380nm，概率峰值約為0.3。另外，含鉻車輪鋼的片層間距分布總體向片層間距減小的方向偏移。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的結(jié)果說(shuō)明，加鉻使車輪鋼的珠光體組織產(chǎn)生細(xì)化效果，片層間距減小。

圖4 含鉻鋼和無(wú)鉻鋼珠光體片層間距的統(tǒng)計(jì)分布圖

另外，通過(guò)化學(xué)相分析研究了含鉻試驗(yàn)車輪鋼中的碳化物，結(jié)果顯示，碳化物全部都由滲碳體構(gòu)成。定量分析發(fā)現(xiàn)，滲碳體中溶解有合金元素錳和鉻，其組成是(Fe0.981C0.006Mn0.013)3C，滲碳體中鉻的含量是基體含量的3倍。滲碳體中溶解有鉻等合金元素，使合金滲碳體相更穩(wěn)定，在奧氏體化過(guò)程中滲碳體的溶解速率降低。在高速列車的服役過(guò)程中，由于剎車產(chǎn)生摩擦熱，導(dǎo)致車輪表面急劇升溫，甚至達(dá)到奧氏體相變溫度，但是這一過(guò)程是很短暫的，如果車輪鋼的原始組織中滲碳體相更穩(wěn)定，將在一定程度上延緩原始組織向奧氏體轉(zhuǎn)變的速率，從而降低在隨后快冷過(guò)程中形成馬氏體的可能。因此，在車輪鋼中加入適量的鉻在一定程度上有助于提高車輪鋼的抗剝離性能。

2.3 含鉻車輪鋼的性能分析

高速車輪在實(shí)際運(yùn)行中由于輪軌接觸面在接觸應(yīng)力的作用下導(dǎo)致踏面表層金屬塑性變形并引發(fā)疲勞裂紋的萌生和發(fā)展，產(chǎn)生接觸疲勞損傷，結(jié)合以前對(duì)鐵路提速車輪(型號(hào)為KKD、HDS)失效原因的研究分析結(jié)果可知，硬度偏低的車輪發(fā)生接觸疲勞剝離的可能性較大，車輪的磨耗速度也較快。反之，強(qiáng)度和硬度較高的車輪抗接觸疲勞性能和耐磨性較好。然而，實(shí)驗(yàn)證明，單純?cè)黾犹己縼?lái)提高車輪的強(qiáng)度和硬度不僅不能提高車輪的服役能力，而且因?yàn)轱@著降低鋼的韌塑性而使車輪的綜合性能下降。合理的做法是，添加適量的微合金元素，在基本不降低車輪韌性的前提下增加強(qiáng)度和硬度。本研究在鋼中加入少量的鉻，從而提高了車輪的耐磨性和抗接觸疲勞性能。

含鉻試驗(yàn)車輪鋼材料中鉻的添加在鋼中產(chǎn)生固溶強(qiáng)化，其強(qiáng)化效果僅次于硅、錳，而韌性又沒(méi)有明顯降低，而且鉻能夠細(xì)化珠光體的片層間距。用顯微硬度計(jì)和掃描電鏡，研究了車輪鋼珠光體組織片層間距和顯微硬度的關(guān)系，數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果示于圖5。結(jié)果顯示，含鉻鋼的珠光體片層越細(xì)，珠光體的顯微硬度越高。對(duì)于本研究中的車輪鋼，兩者間的定量關(guān)系為H=15.9×1/s+187，式中H為珠光體的顯微硬度(HV)，s為珠光體的片層間距。結(jié)合圖4對(duì)片層間距的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，含鉻和無(wú)鉻兩種鋼的珠光體組織的平均硬度約為HV280和HV268，考慮兩種鋼中少量鐵素體還對(duì)硬度有稀釋作用，說(shuō)明以上硬度的計(jì)算值和表2給出的硬度的實(shí)測(cè)值吻合較好。

圖5 車輪鋼中珠光體的顯微硬度與片層間距的關(guān)系

高速車輪在運(yùn)行過(guò)程中還存在的另一種重要的失效形式是摩擦熱導(dǎo)致相變而產(chǎn)生的踏面剝離，即列車在剎車、轉(zhuǎn)彎時(shí)，輪軌間的相對(duì)滑動(dòng)引起摩擦熱，經(jīng)過(guò)急劇的升溫和降溫過(guò)程，輪輞表面形成相變馬氏體薄層，在接觸應(yīng)力的作用下，在馬氏體薄層的尖端發(fā)生裂紋的萌生并擴(kuò)展，最終導(dǎo)致局部區(qū)域小塊金屬的脫落?？傮w來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生這種剝離的機(jī)制比較復(fù)雜，從根本上解決此問(wèn)題應(yīng)從提高奧氏體化溫度、延緩?qiáng)W氏體相變、提高珠光體和貝氏體相變的上限冷速促使冷卻產(chǎn)生非馬氏體相變等人手。蘇航的工作證明在現(xiàn)實(shí)中提高珠光體和貝氏體相變的上限冷速是不可行的。前面的相分析結(jié)果顯示，加鉻使珠光體組織更穩(wěn)定，這在一定程度上減緩了輪軌相對(duì)滑動(dòng)期間原始組織向奧氏體化轉(zhuǎn)變的速率，因此減少了在隨后的冷卻過(guò)程中馬氏體相變的可能性，從而提高了車輪的抗剝離性能。

3 結(jié)論

在高速車輪鋼中加入少量的鉻，可在保持鋼的韌塑性基本不變的情況下，顯著提高鋼的強(qiáng)度和硬度，有助于提高車輪鋼的耐磨性和抗接觸疲勞性能。這和鉻對(duì)基體的固溶強(qiáng)化作用及對(duì)珠光體片層的細(xì)化作用密切相關(guān)。在珠光體中保持一定量的鉻，對(duì)提高車輪的抗剝離性能有利。