《表1 钢轨和车轮的化学成分》

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《织构化热处理对钢轨钢耐磨性和寿命的影响》

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钢轨和车轮钢的材料分别为U75V和CL60，化学成分如表1所示，显微硬度计测得其基材硬度分别约为330HV和316HV，试样被加工为图4所示形状。织构化热处理装置示意图如图5所示，主要由等离子发生器、电机及吹断系统组成。为了在试样上创建离散的硬化点，当试样转动时，使用压缩空气将等离子体束吹断，试样停止转动时，停止供应压缩空气，等离子体束（约6000 K）加热试样0.8 s，加热完成后，重新供应压缩空气，并将试样旋转36°，重复以上步骤，在试样上均匀建立10个圆形硬化点。与圆点状硬化不同，当创建泪滴状点时，等离子体束加热试样完成后，开始旋转试样，试样转速在0.5 s内加速到16 r/min，然后吹断等离子体束。由于较高的扫描速度降低了加热时间，导致奥氏体化不充分，进一步减少或没有马氏体生成，从而形成过渡区域。图6为未经处理和处理后的钢轨试样，其中圆点硬化直径约为4.4 mm，硬化区约占总表面的16.1%，泪滴状点圆点部分直径同样约为4.4 mm，过渡区距硬质点中心约4.5 mm，硬化区占总表面的20.2%。