《表3 国内研发高速列车制动盘的力学性能Table 3 Mechanical properties of domestic brake disc materials for high-speed tr

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《高速列车制动盘材质应用现状和研究进展》

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注:Rp0.2—屈服强度，Rm—抗拉强度，A—伸长率，Z—断面收缩率

虽然我国高速列车制动盘研发相对较晚，但国内各大研究单位、高校、企业对高速列车制动盘研发和应用越来越重视。目前，我国高速列车制动盘已步入快速发展和应用的阶段。芦金宁[13]开发出可满足300km/h高速列车时速要求的锻钢ZDPH合金材质，其室温屈服强度为1 165~1 240MPa，抗拉强度为1 255~1 330MPa，伸长率为13%~14%。王飞[25]开发出可满足低于275km/h时速高速列车制动使用要求的锻钢制动盘材质，1∶1制动动力试验台模拟制动结果表明，275km/h初速下列车施加紧急制动（制动平均减速度为1.13m/s2），制动盘最高温度为526℃。严运涛[28]开发出能满足350km/h高速列车制动要求的铸钢制动盘材质，其室温屈服强度为1 050MPa，抗拉强度为1 180~1 260MPa，伸长率为13%~15%，该铸钢制动盘已经通过1∶1制动动力试验，满足350km/h高速动车组制动要求，并且已在160km/h快速轨道车装车运营。钱坤才[14]研制出能满足300km/h高速动车组运行要求的铸钢制动盘材料，其室温、600℃抗拉强度分别达1 445MPa和1 021MPa，冲击韧性为31J/cm2（对应冲击功为25J[15]），1∶1制动动力试验台制动实验结果显示，300km/h速度紧急制动距离小于3 700m，制动盘面最高温度低于610℃。北京纵横机电技术开发公司[27]通过对制动盘材料和结构进行优化，使制动盘材料获得了良好的高温力学性能、抗热疲劳性能和稳定的热强性，制动盘材料在650℃高温时仍具有较高的力学性能，在-60℃的低温环境中具有良好的冲击韧性。表2列出了国外高速列车制动盘的力学性能[24，29-31]。表3列出了国内研发高速列车制动盘的力学性能[13-14，25，27-28，32]。对比表2和表3可以看出，我国研制的锻钢和铸钢高速列车制动盘材质性能已经接近国际先进水平。然而，由于制动盘材质核心性能和关键技术研发以及先进制备工艺，尤其是高性能铸钢制动盘铸造工艺研究薄弱，严重制约了我国高速列车制动盘的发展。鉴于我国高速列车制动盘材质研发现状，以下针对高速列车制动盘材质核心性能和关键技术进行分析和阐述。