[00119451]重载用铸钢车轮生产工艺优化及夹杂物对辋裂的影响

项目利用计算机模拟技术对铸钢车轮的的充型及凝固过程进行了数值模拟,并据此对铸造工艺方案进行了优化设计：在辐板最薄部位添加保温材料,减缓其温度下降速度,使得液体金属对轮辋部位进行有效的补缩后再令其凝固,铸件最后的冷却部位集中在冒口处,实现了铸件的顺序凝固,铸造缺陷消除。利用Hertz理论和Goodier方程,计算并分析了轮轨接触应力和轮辋中夹杂物及空穴的应力集中系数,揭示了裂纹的萌生机制。利用Murakami 公式,推导了疲劳条件下维氏硬度及内部夹杂物或缺陷与疲劳极限的关系。根据最大主应力与疲劳极限相等的关系,计算出在不同速度下,距踏面10mm和15mm处的临界夹杂物尺寸。将铸钢车轮的夹杂物状态和分布与辗钢车轮相比较得出：由于生产工艺的不同造成两种车轮夹杂物分布状态不同,铸钢车轮内部夹杂物的特点决定了其抗裂能力要优于辗钢车轮。 所生产出的铸钢车轮抗拉强度、伸长率、硬度、冲击性能及内部质量达到或超过铁道部标准（TB/T1013-1999）。经用户使用表明,生产出的产品缺陷明显减少,合格率大幅提升,质量稳定,降低生产成本,明显提高了经济效益。该项目工艺设计合理、技术先进,可达到同类进口产品的性能,在铸钢车轮铸造工艺设计及优化、夹杂物对辋裂影响机制的分析判定等方面有创新,达到了国内领先水平。