制动温升对CL65车轮钢组织演变与力学性能的影响

摘要

以成品CL65车轮钢为研究对象，利用Gleeble–3500热模拟试验机进行热处理，结合室温拉伸、硬度测试及多尺度表征技术，研究制动温升对材料微观组织、力学性能及断裂行为的调控规律，探究高原山区制动温升对CL65车轮钢服役性能的影响。结果表明：500℃是CL65车轮钢组织与性能转变的临界温度。低于该温度时，组织保持稳定的片层状珠光体结构(片层间距约100 nm)，力学性能无明显波动；超过500℃后，渗碳体逐步球化，强度和硬度显著下降，延伸率明显升高；700℃时，组织完全球化(渗碳体颗粒尺寸150～300 nm)，屈服强度和抗拉强度分别由母材的696 MPa和1 104 MPa降至472 MPa和819 MPa(约为母材的67%和74%)，硬度由327 HV降至243 HV，延伸率从15%提升至20%；断裂机制由解理主导的脆性断裂逐步演变为韧窝主导的韧性断裂，表现出显著的温度依赖性。本研究明确了CL65车轮钢在制动温升过程中的组织性能演化机理与退化阈值，可为高原山区重载车轮的服役安全评估及材料优化提供理论依据。

关键词

CL65车轮钢 / 制动温升 / 渗碳体球化 / 组织演变 / 力学性能 / 断裂机制 / 热模拟 / 服役安全