【摘要】 微米划痕试验结果表明，棘轮应变区的硬化速率和断裂韧性沿着深度连续变化，由于位错密度的增加和晶粒的细化，最高的硬化速率出现在磨损表面。

制动盘的耐磨性对高速列车的安全运行有着重要的影响。Lei Yang等[1]研究了一种低碳马氏体制动盘钢的滚动滑动磨损性能。分析了该钢从磨损表面到基体的组织演变和力学性能，为该钢的应用提供了参数。结果表明，在非对称循环载荷作用下，制动盘钢表面形成了棘轮应变区，并呈现塑性流线形态。建立了剪切应变与距地表深度的关系式，反映了剪切应变的梯度分布。马氏体板条细化为纳米/亚微米级晶粒，并在最表层呈条状分布。

 

微米划痕试验结果表明，棘轮应变区的硬化速率和断裂韧性沿着深度连续变化，由于位错密度的增加和晶粒的细化，最高的硬化速率出现在磨损表面。此外，由于钢在棘轮应变区具有最高的硬化速率，制动盘钢获得了比用于铁路的其他耐磨材料更好的耐磨性。

 

研究了一种低碳马氏体制动盘钢在滚动滑动磨损条件下的耐磨性和棘轮应变区。可以得出以下主要结论：

（1）在滚滑磨损过程中，试验钢表面形成了具有梯度结构和高密度位错的棘轮应变区。等效剪应变随深度的增加而减小，直至稳定在基体中。最表层的组织得到细化，马氏体板条被挤压成纳米/亚微米级的晶粒和条状。

（2）微米划痕试验可以很好地评价快速凝固区硬度和韧性的连续变化。最上面的表面层具有最高的硬化率~1.7，但失去了67%的断裂韧性。

 

[1] Yang L , Zhou T , Xu Z ,et al.Excellent Wear Resistance of a High-Speed Train Brake Disc Steel with High Hardening Ratcheting Strain Zone[J].Metals, 2021.

 

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