铁路货车车轴断裂失效分析
铁路货车车辆滚动轴承运用中的故障和措施分析
铁路货车车辆滚动轴承运用中的故障和措施分析发布时间：2021-06-03T08:43:27.386Z 来源：《中国科技人才》2021年第9期作者：谢彩霞[导读] 当前，在现代科技技术快速发展的背景下，我国铁路建设发生了极大的变化，同时，在铁路货车重载战略实施的背景下，对铁路货车检修工作提出了较高的要求。
银川特种轴承有限公司宁夏银川 750021摘要：在社会经济体系快速发展的背景下，交通运输业也随之发展起来，针对于铁路运输来讲，其不仅是连接贸易发展的重点，同时也是促进我国经济发展的重要保障。
在这一基础上，保障铁路货车正常运输十分关键。
本文分析铁路货车车辆滚动轴承运用中故障出现的主要因素，并进一步阐述相应的解决对策。
关键词：铁路货车；滚动轴承；运用故障；措施分析当前，在现代科技技术快速发展的背景下，我国铁路建设发生了极大的变化，同时，在铁路货车重载战略实施的背景下，对铁路货车检修工作提出了较高的要求。
滚动轴承是铁路货车配置中十分重要的配件，这一配件的性能会直接影响到货车的安全性，所以，针对于相关工作人员来讲，如何运用行之有效的方式来提升铁路货车滚动轴承的检修质量，降低其运用故障的发生率是需要认真思考和探索的问题。
一、铁路货车车辆滚动轴承故障的概述货车滚动轴承可以说是货车结构中十分重要的消耗构件，在运行一段时间之后，经常会出现各种各样的问题和故障。
针对于货车滚动轴承来讲，其故障主要为以下几点：轴承温度较高、轴承断裂、轴承配件丢失以及轴承甩油严重等等，滚动轴承质量是保障铁路货车安全稳定运行的重要因素，在过程中需要积极做好滚动轴承的检修工作，保障其质量可以达到相关标准。
二、铁路货车车辆滚动轴承出现故障的原因（一）轴承内部滚子与滚道出现故障其一为轴承内部滚子与滚道表面较为粗糙，其粗糙程度会直接导致加工组装过程中出现各种各样的瑕疵，同时轴承滚道表面与滚子的日常剥离会在循环荷载阶段因为故障造成稳定应力剥离，这种现象出现的主要原因即为轴承表面的剥离应力过度集中，剥离主要就是对基体中因氧化物应力造成基体中的夹杂物剥离，在对铁路货车车辆进行日常检查时，如果不依照相关制度和标准进行，那么就会导致货车在转向组装时使用撬杠，这样就会使轴承出现较为严重对压痕；其二在搬运轮胎或滚动轴承时，一旦受到外物撞击，那么就会增加轴承的冲击力，同时货车检修时也会使用钢轨来作为电焊回路，长此以往，则会使局部部位出现热熔问题，进而对零件造成损伤。
货车断轴机理与失效分析
货车断轴机理与失效分析作者：铁道部安全监察司毛庆祥摘要：介绍了两起货车轴颈断裂事故的概况，对断口特征和断裂原因作了分析并提出防止对策、建议。
主题词：货车轴颈断裂原因分析继1986年、1993年各发生一起客车轴颈卸荷槽部位断裂事故之后，1996年又发生两起货车该部位断裂事故，造成严重后果和巨大损失。
这再一次提醒我们，在防止车轴冷切方面，轴颈卸荷槽部位千万不要忽视。
1事故概况(1) 1996年9月3日，7419次货物列车编组60辆、总重5001t，运行到京广下行线石桥——临颖间，因机后25位C62M型739221号车(装煤60t)第3位轴颈卸荷槽部位断裂后脱轨，使该车及机后26～43位货车脱轨颠覆，构成重大事故。
该事故车于1996年1月15日做段修，装用转8A型转向架、RD2型车轴，断轴轴号15147;该轴1983年7月制造，同年8月第一次(也是最后一次)组装，断裂端轴承为1991年10月压装的大修轴承(至段修日已4a90d)，段修时未退卸轴承，应对轴颈卸荷槽实施超声波探伤。
断裂位置在距轴端约195mm处。
(2) 1996年11月3日，2379次货物列车，列车编组42辆，总重3519t。
运行到兖石线朱宝——红埠寺间，因机后23位C64型4826680号车(装煤60t)第3位轴颈卸荷槽处断裂后脱轨。
事故车装用转8A型转向架，RD2型车轴，断裂端轴承于1994年11月压装，段修时未退卸。
该车于1996年10月24日段修，至事故发生之日运行仅10d。
车轴是1986年9月日本制造，轴号69393，1987年4月9日国内第一次组装，1994年10月10日第二次组装。
断裂位置距轴端约201mm。
2断口特征及材质检验(1) 15147号轴断口形貌及示意图分别见图1、图2。
断口由疲劳源区、裂纹扩展区、脆性断裂区三部分组成，其中裂纹扩展区又可分为慢速扩展区和快速扩展区，慢速扩展区疲劳纹细密，也称疲劳核。
快速扩展区疲劳纹比较粗，是典型的高周疲劳断裂。
货车滚动轴承故障分析及解决措施ppt课件
a、缺油时转动轻松，严重缺油者，转动时明显听到滚子均匀下落的声音，缺油故障多发生在装车使用两年以上的轴承上。对这类故障如没有明显发热特征时列检可以放行。
b、轴承如果在制造、大修时注油量过大，装车使用后会因油脂过盈产生较高的运转热，容易引起红外线报警，油脂过盈对发生在新装车使用在两个月以内的轴承上，运转时沉重但五异音。按照规定发生热轴故障时，轴温点温超过外温40℃以上时必须换轮。
并要尽最大努力改善调车作业中加强车轮踏面擦伤技术状态检查，对擦伤过限及时扣修，积极组织处理制动故障。
2、加强列检标准化作业在对轴承进行听、摸、看检查的基础上，对有疑问的故障要抓住“捻、转、诊、鉴”这几个环节。
A、用“捻”判断油脂在轴承外部及侧架、车底板、轮辐板有大量甩油时，用手指捻取油脂，当指纹中有金属亮点，并且油脂呈银灰色时，为轴承滚子内、外圈滚道剥离脱落所致。杂质使得轴承内部摩擦加剧，甚至造成保持架破损，若油脂发黑，手指捻动时可清楚的看清指纹，则属于陈旧油纱伺卸现岢凶刺！
在区间确因场地无法就地换轮的应按车辆原运行方向挂往前方站。严禁反方向回挂，否则，易导致轴承保持架破碎而发生切轴事故。
E、轴承滚道擦伤、剥离如果轴承内外圈存在材质不良等缺陷或车辆运行状态不良，轴承经过长期运转后可能发生滚道局部擦伤或剥离，对此类故障检查人员如果用力向下按或向上托起轴承转动，可以感觉到轴承有节奏的振动。
一方面是大量甩车换轮，严重影响安全畅通，另一方面，是对真正的故障误判放行，造成中途复甩，甚至发生燃轴、切轴等恶性事故，给国家造成巨大损失。因此，泉北机电对这一问题进行认真的分析、研究。
一、货车滚动轴承的故障分析
铁路货车轮轴检修存在故障分析
铁路货车轮轴检修存在故障分析摘要：在列车的行车中，车轮是确保列车的平稳和安全性的关键，因此必须引起人们的高度关注。
因此，在新形势下，由于目前我国铁路货车的数目的增长和运行速度的不断提升，对行车安全性提出了更高的要求，特别是改善车轮的品质,因此本文着重阐述了目前铁道车辆轮轴检修工作，讨论了货车检修的常见维修问题，并提出了解决措施，提高了列车的行车安全。
关键词：列车；轮轴维修；故障；战略1引言在新的时代，列车的提速工作已经完成，在铁路货车运营速度提升的过程当中，轮轴是重要的承重部件，所以面临着诸多影响因素，包括轮轴的加工工艺以及制造材料等，都是影响到轮轴质量的影响因素。
因此，在列车的行车维修工作中，车轮检修工作存在着很大的问题。
为了提高列车行车的安全性，必须对有关的问题进行技术分析和解决。
对轮轴的检查包括：进、、卸、锈、伤、旋修、压装、关盖、磨合、刷漆、测量、选配等，因此说轮轴检修是一个相对复杂的维修环节，对工人的要求也很高，在维修的时候要保证维修卡片的整洁，不允许有任何的改动和差错，在完成的时候，要做的很认真仔细，要将卡片上的资料输入到HMIS中，同时要保证员工的资料不会有任何差错，保证卡片和计算机上的资料的准确性和完整性。
2货车车轴维修中出现的一些问题货车轮轴的维修问题包括：车轮和轴承的问题。
2.1轮对故障问题目前的铁路货车车轮，都是通过车轴和分布在两侧的车轮采用过盈配合进行连接的。
因此，整个车轮和车轴的连接非常坚固，并且和轨道进行直接的接触。
而在行车时，车轮所受到的载荷，是由车辆本身的重量以及弯曲扭转力而产生的。
当列车行驶时，轨道直径会有很大的差别，从而造成车轮的磨损。
另外，钢轨与车轮的接触点还要受到很大的撞击载荷，从而使接触点产生更大的弹性变形。
目前，轮对失效中最普遍的就是车轮的断裂和磨损，其磨损可以划分为车轮踏面和轮缘。
由于列车行驶时，车轮与轨道会发生直接的碰撞，在这样的情况下，高的摩擦力会加速车轮的磨损。
铁路货车车辆滚动轴承运用中的故障分析及解决方法
铁路货车车辆滚动轴承运用中的故障分析及解决方法摘要：货物运输是铁路运输重要的组成部分，由于铁路运输能力大、运输成本低、安全性高，因此，铁路货运一直我国运输行业的主力军。
随着我国铁路运输量的增长，铁路运输安全问题日益突出，铁路货车在运输过程中，经常出现滚动轴承断裂、大部分裂纹等故障，影响到铁路运输安全。
本文主要分析了铁路货车滚动轴承的优点，以及铁路货车车辆滚动轴承的常见故障及分析方法。
关键词：铁路货车车辆；滚动轴承；故障分析引言：随着我国铁路交通运输事业的发展，我国铁路货车技术获得了高速发展，铁路车辆轴承全部实现滚动化，极大地提高了铁路货车车辆的工作效率。
与此同时，由于铁路货车车辆的工作环境复杂、工作负荷大，货车车辆在运行过程中经常出现滚动轴承故障，导致货车中途甩车、轴承事故，影响到铁路车辆运输效率。
部分列车检修人员对滚动轴承故障不了解，采用错误的检修方式，进一步加剧货车车辆的损耗，造成巨大的浪费。
因此，加强铁路货车车辆滚动轴承的故障分析，并根据故障情况，采用科学的处理方式，确保铁路运输安全性和可靠性。
1. 铁路货车车辆滚动轴承的优势车辆滚动轴承是铁路货车提速提质的重要标志，它改变了过去我国滑动车辆的状态，改善了车辆行走的环境，减少了轴箱装置的惯性事故。
与传统的滑动轴承相比，滚动轴承的摩擦系数小，可以提高货车运行的牵引力和安全性，由于滑动轴承瓦和轴颈直接接触，接触面积比较大，货车运行过程中，摩擦产生大量的热量，高温对轴承损耗非常大。
但是滚动轴承的接面积小，不容易产生大量的热量，从而可以减少热轴事故，确保行车安全。
其次，滚动轴承的转速非常快、承载压力比较大，所以货车装载货物的数量和运行速度有了很大的提升。
滚动轴承启动阻力比滑动轴承降低85%，滚动轴承提高了货车运行效率，加快了车辆的周转周期，取消了车辆轴检，从而延长了铁路货车检修周期。
根据过去的运行经验，滑动轴承检修时间长，检修周期比较短，一定程度上影响到货车的使用效率。
铁路货车滚动轴承故障探讨分析
铁路货车滚动轴承故障探讨分析摘要：随着铁路货车新技术、新装备的逐步推广使用，铁路货车车辆的运行品质日益提高。
但因轴承造修质量、车辆运行状态及外因损伤等因素，轴承“热轴”故障仍时有发生，影响了车辆运行安全并对正常的运输生产秩序造成了干扰。
因此迫切需要采取有力措施，有效防止“热轴”故障的发生，确保车辆运行安全。
关键词：轴承；失效；热轴；故障引言近年来，我国现代科学技术水平的提高使得我国的铁路建设发生了日新月异的变化。
另外，高速铁路货车重载战略的实施，使得我国铁路货车的检修工作提出了更高的质量要求。
而滚动轴承作为当今铁路货车配置中一种极其重要的配件之一，其工作性能的好坏直接影响整列货车的安全。
因此，对于当前工作人员来说，如何有效的提高铁路货车滚动轴承的检修质量，进而最大程度的降低铁路货车滚动轴承运用中的故障，以及如何有效的应对滚动轴承运用中的故障成为当前面临的严峻问题。
1. 铁路货车轴承失效原因分析1.1使用因素使用因素是指与压装条件、运用条件、维护保养等有关的因素，主要包括以下几个方面：第一，选配。
选配过盈量过大容易造成轴承内圈滚道面张力增加，导致轴承抗疲劳能力下降，严重时会出现断裂；选配过盈量不足容易造成轴承内圈与车轴产生相对转动。
第二，压装。
压装是使用因素的重要环节之一，铁路货车轴承往往因压装不当而导致整套轴承各零件之间的受力状态发生变化，造成轴承零件局部产生应力集中或损伤，导致运用早期产生故障。
第三，润滑。
润滑不良会使轴承零件间产生不正常的摩擦、磨损，进而影响轴承寿命。
第四，密封。
密封不良容易使杂质进入轴承内部，在轴承零件之间产生磨损，降低轴承使用寿命。
第五，车轮踏面。
车轮出现踏面擦伤、剥离及局部凹陷时，轮对与钢轨间会产生较大的径向冲击力，导致轴承剥离、保持架裂损、密封组成脱出等故障。
第六，解冻库。
解冻库若温度过高或加热装置位置不当，则会对轴承的油脂及密封组成产生破坏。
1.2制造因素制造因素是指与轴承的原材料质量、制造工艺等有关的因素，主要包括以下几个方面：其一，金属材料的冶金质量金属材料的冶金质量是导致滚动轴承早期失效的主要因素。
神华铁路货车轮轴检修问题分析
神华铁路货车轮轴检修问题分析一、引言神华铁路是中国最大的煤炭生产与运输企业，其货车轮轴的检修是保证铁路运输安全和效率的重要环节。
在实际的检修过程中，我们发现存在一些问题，本文将对这些问题进行分析，并提出改进措施，以提高货车轮轴的检修质量和效率。
二、问题分析1. 轮轴损坏鉴定不准确：当前的轮轴损坏鉴定主要依靠经验和人工观察，存在鉴定不准确的情况。
这导致了一些轮轴在实际使用中出现异常，影响了运输安全。
2. 检修过程繁琐：目前的检修过程需要对轮轴进行拆解、清洗、修复等多个环节，每个环节都需要耗费大量的人力和时间，导致货车检修周期长，效率低下。
3. 检修技术不先进：传统的轮轴检修技术主要依赖于手工操作，容易出现人为误差，而且难以保证每一次检修的质量和效果。
4. 轮轴检修设备陈旧：部分检修设备陈旧老化，无法满足现代化检修的需求，导致了检修效率低下和质量不稳定。
三、改进措施1. 引入先进的检测设备：可以使用轮轴检测仪器和系统来对轮轴进行全面准确的检测，可以提高鉴定的准确性。
这些设备可以检测轮轴的尺寸、形状、磨损程度等参数，提供科学依据。
2. 推广数字化检修技术：利用数字化技术对轮轴检修过程进行模拟和控制，可以提高检修的一致性和效率。
可以使用数字化模型对轮轴进行修复、调整和组装，减少人为误差。
3. 提高检修设备的更新速度：及时更新和维护轮轴检修设备，引进先进的自动化和智能化设备，提高检修的质量和效率。
新的设备可以大大提高检修的精度和稳定性，并且可以减少人力依赖，提高整体的工作效率。
4. 建立健全的质量控制体系：建立完善的质量管控流程，制定详细的标准和要求，对每一次检修都进行严格的监督和评估。
通过建立质量控制体系，可以提高检修的质量稳定性，并且及时纠正和避免问题的发生。
四、结论通过对神华铁路货车轮轴检修问题的分析，我们可以看出存在轮轴损坏鉴定不准确、检修过程繁琐、检修技术不先进和设备陈旧等问题。
为了解决这些问题，我们提出了引入先进的检测设备、推广数字化检修技术、提高检修设备的更新速度和建立健全的质量控制体系等改进措施。
探讨铁路货车轴检轮修中常见故障与解决策略
探讨铁路货车轴检轮修中常见故障与解决策略作为铁路运输中不可或缺的组成部分，货车的检修、维护和保养对货车正常运行至关重要。
其中，货车轴检轮修是货车保养中最为重要的环节之一，而货车轴检轮修中常见故障也是运营中必须了解和掌握的内容之一。
下面，就来探讨下铁路货车轴检轮修中常见的故障及相应的解决策略。
1. 货车轴承故障货车轴承的故障是货车轴检轮修中最为常见也是最为危险的一种故障。
轴承故障主要表现在异响、温度异常、轴承磨损等方面。
如果忽略这种故障，可能会导致货车出现严重的安全事故。
解决这种故障的策略是在轮轴拆下时，对轮轴的轴承进行全面检查和更换，确保轮轴在使用过程中减少故障率。
2. 车轮破裂车轮破裂是一种以裂纹、断裂为主要表现形式的轮轴故障。
通常情况下，这种故障可能会导致货车的严重事故，例如车辆离轨、车轮脱落等。
在检车过程中，如果发现车轮出现破裂的迹象，应立即进行更换，并且对其他轮轴做出全面检查，确保车辆的安全的运行。
3. 轮端部件损坏轮端部件损坏通常指的是轮轴端盖、轮轴承凸缘、轮轴承锁紧圈等部件出现磨损或损坏。
这种故障可能会导致轮轴飞脱、车辆脱轨等问题。
要解决这种故障，可以在更换轮端部件的同时，必须更换相关部件，确保轮端部件的完整性和正常运行。
4. 车轮平衡造成的故障在运行中，货车车轮可能会因为受到外力的作用或轮毂“扭曲”等原因导致车轮的不平衡，并可能出现异响、震动等现象。
对于平衡不良的车轮，必须及时进行磨平或更换。
维护工作人员还可以使用专业的车轮平衡检测仪器进行检测和修复。
总之，货车轴检轮修中常见故障及解决策略，在维护和保养运输设备时具有极高的实用性。
对于货车运营人员和维护工作人员来说，必须对这些故障有深入的了解，以便更好地存储和保护货车设备，确保货车运输安全稳定。
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关键词：40 钢；车轴；卸荷槽；裂断；锈蚀；刀痕；铁素体偏聚；累积损伤；微裂纹
材料种类 牌号：中碳钢/40
急
分 2004 年7 月26 日晚，10915 次货物列车在京九线济南铁路局管内任详屯至郓城间，发生了
车轴冷切。10915 次货物列车编组49 辆，发生切轴的为机车后部第40 辆车，编号为C62A 4528204 ，
分 上的裂纹萌生点在相会时宏观上形成台阶（见图6）。此阶段发展过程中，旋转弯曲载荷下的闭合
效应和极微小的扭转位移，使得此区对磨得平整光亮，而其它部位的裂纹萌生点受到抑制。
析 疲劳裂纹源形成后，由于车轴材质存在严重的铁素体偏聚（见图18），在疲劳载荷作用下已
形成大量的疲劳累积损伤微裂纹，这使裂纹扩展速度很快进入中速扩展阶段，当裂纹扩展深度约
国 原因退轴承后，一定要仔细观察卸荷槽部位的轴表面，凡经清洗除锈后仍有蚀刻的车轴停止使用。
对没有锈蚀的车轴，一定要加涂防锈脂；卸荷槽部位加工粗糙度（特别注意有无个别过深刀痕），
应 凡达不到图纸要求的车轴停止使用；建议对新制车轴取消轴颈卸荷槽，采用成型磨方法加工车轴轴
颈；建议对车轴材质的带状偏聚等级在技术条件中予以限制。
应 求为小于等于3 级，夹杂物照片见图3。 急 分 析 图2 车轴材质晶粒度照片100× 网
(a) 硫化物夹杂100×
3
中 国
（b）氧化物夹杂100× 图3 夹杂物照片
车轴的卸荷槽部位表面粗糙度情况为：右端该部位表面粗糙度为Ra1.60 ，左端该部位表面粗
应 糙度为Ra3.20，局部有较深刀痕，分别见图4 和图5。
试样进行轴材质的机械性能分析。拉伸试验在WAW－Y500 试验机上进行，冲击试验在WPM3000 型 试验机上进行。表3 给出了机械性能试验结果。
2
表3 机械性能测试结果
中 国取拉伸试样粗端未变形部，在横截面上做金相检验，其结果为：车轴的晶粒度为5 级，标准
要求为5~8 级，晶粒度照片见图2；组织中的氧化物夹杂为2 级，硫化物夹杂为2 级，标准分别要
车轴冷切部位为轮对左侧轴颈卸荷槽部位，造成行车重大事故。
析
网 采用光电发射光谱法(GB/T4336—1984) 对车轴的化学成分进行了测定，具体测试结果如表1
所示： 表1 化学成分分析结果
元素
C
Mn
Si
P
S
Cr
Ni
Cu
含量（w%） TB/T451-1986 标准允许偏差
0.46
0.64
0.24 0.0073
但未裂断的车轴右端同一区域，表面仅有轻微的锈斑，见图5。断口的裂纹源区、裂
网 纹扩展区、瞬断区清晰，光亮区为裂纹源区，颜色发黯部分为裂纹扩展区，黑灰色的
为瞬时断裂区，用细实线分别标注为A、B、C 区，如图6 所示，其中裂纹源区有主、 次两个裂纹源区，分别标注为A、A′区。A 区表面光亮平整，其形状在整个断口面中 象一个月牙（图8），裂纹源为长弧形线源，形成了此区的月牙外弧，外弧沿轴的表 面，总长度约为120mm ，在外弧线上分布着十多个肉眼可见的小台阶，内弧线不明显。 裂纹扩展区（B 区）扩展总长度约为90mm （图6 中的B 区）。将其细分为B1，B2 两 个区域；B1 区贝纹线清晰、较密，而且从一开始就比较平直，扩展深度约为40mm ， 显示出A 区的长弧形线裂纹源齐头并进向轴的深度方向扩展，交汇后，形成了近似平
车轴卸荷槽部位粗糙度检验，车轴材质结果判定，裂断轴断口的宏观观测和微观分析6 种分析测试
中方法。经对试样的综合测试分析后认为：冷切轴的裂断原因是以下三个因素共同作用的结果：1、
卸荷槽部位的锈蚀；2、个别较深的加工刀痕；3、车轴材质内严重的铁素体偏聚已形成大量的疲劳
累积损伤微裂纹。建议在厂、段修规程中规定，车轴在厂修，段修（包括各车轮厂）时，无论何种
急
分
析
图7 车轮一侧车轴断面
网
A′
图8 车轴断面A 区放大
6
图9 车轴断面C、A′区放大
中在裂纹源区及裂纹扩展区、瞬断区以及次裂纹源区取样对断口进行微观分析，取样位置如图 10 所示。 1、扫描电子显微镜的微观形貌分析结果是： 国 （1）裂纹源为多源，形成的多个小台阶，小台阶的高度差和刀痕间距有对应关系，也可看到 断口处轴的外表面上沿刀痕扩展的小裂纹（图11）； （2）在旋转弯曲载荷反复挤压、摩擦作用下，断口主裂纹源区光亮、平整，可看到珠光体片 应 层结构（图12）； （3）在轴断口面有纵向微裂纹（图13）； （4）在断口裂纹扩展区存在大量的疲劳累积损伤微裂纹（图14）； 急 （5）瞬断区为韧窝特征（图15）； （6）轴表面的疲劳累积损伤微裂纹（图16）； （7）断口区的沿晶断裂特征（图17）。2、金相微观分析结果是： 分 （1）进一步对裂纹源区的金相组织观察发现，存在严重的铁素体偏聚（图18）。在纵向和横 向金相上均呈现不均匀分布。 （2）轴表面断口附近有若干横向裂纹（图19）。车轴内部有微裂纹（图20）。 析 （3）断口表面上的纵裂纹从纵向金相磨面观察都转为横向裂纹（图18，20）。 网
图10 断口微观分析取样图
7
中 国 图11 裂纹源区的小台阶和刀痕间的距离关系 应 急 分
图12 裂纹源区的珠光体片层结构
析 网
(a)
8
中
国
(b) 图13 轴断口处的纵向微裂纹(a,b)
应
急
分
析 图14 扩展区的大量疲劳累积损伤微裂纹
网
图15 断口瞬断区的韧窝特征
9
中
国
(a) 密集型微裂纹
应
急
急
(a)
分
析
(b)
网Leabharlann (c)4(d)
图4 车轴左端卸荷槽裂断部位表面照片（a，b，c，d）
中
(a)
国
应 (b)
图5 车轴右端卸荷槽部位表面照片（a，b）
急 以上试验结果符合标准TB/T 451-1986 及GB/T 5068-1985 的规定；车轴左端卸
荷槽部位粗糙度不能满足标准TB/T 450-1983 的要求。裂断轴断口的宏观观测1564 号 轴裂断位置在距离轴端约210mm 处的卸荷槽部位。断口断面基本上处于轴的横截面，
13
2.卸荷槽部位加工粗糙度（特别注意有无个别过深刀痕），凡达不到图纸要求的车轴停止使 用。
3.建议对新制车轴取消轴颈卸荷槽，采用成型磨方法加工车轴轴颈。 4.建议对车轴材质的带状偏聚等级在技术条件中予以限制。（现用有关铁路车轴标准中未作 规定）
项彬，刘鑫贵等
中
铁道科学研究院金属及化学研究所
国
应
急
40mm 时，疲劳条带消失，裂纹进入快速扩展（见图6），最后在比较小的载荷下，车轴裂断。
网
冷切轴的裂断原因是以下三个因素共同作用的结果： 1.卸荷槽部位的锈蚀； 2.个别较深的加工刀痕； 3.车轴材质内严重的铁素体偏聚已形成大量的疲劳累积损伤微裂纹。
1.建议在厂、段修规程中规定，车轴在厂修，段修（包括各车轮厂）时，无论何种原因退轴 承后，一定要仔细观察卸荷槽部位的轴表面，凡经清洗除锈后仍有蚀刻的车轴停止使用。对没有 锈蚀的车轴，一定要加涂防锈脂。
分 装轴承一侧心部略凸，装车轮一侧的断面心部略凹，呈微皿形，整个断口基本处于一
个较深刀痕位置（图6，图7）。图4.b 中可看到断口处轴的外表面上沿刀痕扩展的小 裂纹。断口附近轴的外表面，从轴颈后肩圆弧过渡区延伸到卸荷槽部位，50%以上的
析 圆周上可见明显锈斑，（见图4）。表面加工粗糙度不太均匀，局部加工刀痕略深。
示。
中
国
应
图1 车轴低倍组织图片
急表2 低倍组织评级结果
类型 结果值 GB/T 5068-1985
一般疏松 1.0 级
2.5 级
中心疏松
定型偏析
分 2.0 级
0级
不
大于
点状偏析 1.0 级
2.5 级
2.5 级
2.0 级
析
网 按照TB/T 451-1996，GB228 和GB229 分别在断轴轴颈半径二分之一处，取得拉伸试棒和冲击
应
急
分 (c) 沿轴的横向100×
图18 铁素体不均匀偏聚(a,b,c)
析
网
图19 轴表面断口附近的横向裂纹100×
12
中
国
图20 断口上的微裂纹在内部转向100×
根据上述检测和分析，可以得出1564 号轴的裂断过程：
应 在1564 号轴断口附近的轴表面存在着明显的、有一定深度的锈蚀斑，同时还存在因加工不当
分
(b) 有一定方向性的微裂纹
析 图16 轴表面锈蚀区域的疲劳累积损伤微裂纹 (a,b)
网
图17 断口面的沿晶断裂特征
10
中
国
(a-1) 断口疲劳源区的组织100×
应
急
分
(a-2) 断口疲劳源区的组织和裂纹100×
析
网
(a-3) 断口疲劳源区的组织和裂纹100×
11
中 国
(b) 沿轴的纵向（轴内部）100×
造成的加工刀痕（见图4）。列车运行中，卸荷槽部位的锈蚀、个别较深加工刀痕和轴表面存在的
急 疲劳累积损伤（见图16）共同作用萌生了疲劳微裂纹，形成不同位置的多个裂纹萌生点，这些萌
生裂纹一方面沿圆周方向扩展，另一方面向深度扩展。当最先、最主要的几个裂纹萌生点在轴表
面连接后，成为弧型线源，齐头并进向轴的深度方向扩展，并形成凹型扩展前沿，同时不同平面
5
直的贝纹线，具有较快的扩展速度；B2 区裂纹的扩展速率明显加快，看不到贝纹线， 存在沿扩展方向的纤维状特征，扩展深度为50mm 。
C 区为瞬断区，面积较小，约占整个断口面的5%，如图9 所示。A′区是次裂纹源，仍是弧形 线纹源，扩展区很小，呈纤维状特征（图9）。