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1 钢轨失效分析与材质工艺1

1.1 钢轨生产工艺与材质性能1

1.1.1 钢轨的生产工艺1

1.1.2 钢轨的材质性能2

1.2 钢轨焊接及焊补6

1.2.1 钢轨焊接方法6

1.2.2 主要焊接缺陷10

1.3 钢轨探伤10

1.3.1 母材探伤10

1.3.2 焊缝探伤12

1.4 失效分析基本概念与思路15

1.5 钢轨失效分析实验检测技术15

1.5.1 钢轨失效（伤损）状态的观测和分析15

1.5.2 断口分析技术16

1.5.3 金相检验分析技术21

1.5.4 低倍检验分析技术23

1.5.5 化学成分检验分析技术24

1.5.6 常规力学性能检测技术25

1.5.7 断裂力学性能检测技术26

1.5.8 钢轨受力分析27

1.6 钢轨失效分析方法与步骤28

1.6.1 现场调查28

1.6.2 背景资料的搜集28

1.6.3 分析伤损类型28

1.6.4 确定伤损原因并提出预防措施及对策28

1.6.5 写出结论和建议29

1.7 钢轨伤损类型及伤损程度29

1.7.1 钢轨伤损类型29

1.7.2 钢轨的伤损程度32

2 钢轨母材伤损类型和伤损图谱32

2.1 轨头磨耗35

2.2 轨头压溃和局部压陷36

2.3 波浪磨耗37

2.4 弯曲变形38

2.5 踏面接触疲劳裂纹伤损38

2.5.1 轨距角处鱼鳞状剥离裂纹、掉块和核伤39

2.5.2 轨头踏面斜线剥离裂纹、局部凹陷和核伤42

2.5.3 曲线内股轨头踏面处剥离裂纹和浅层状剥离掉块46

2.6 内部裂纹50

2.6.1 轨头纵横裂型核伤50

2.6.2 起源于轨头内部的横裂型核伤70

2.6.3 轨腰内部纵向垂直裂纹伤损75

2.7 钢轨表面的纵向裂纹及其引起的伤损76

2.7.1 轨头踏面纵向线纹和纵向裂纹76

2.7.2 轨头下颚纵向裂纹78

2.7.3 轨腰纵向裂纹81

2.7.4 轨底纵向裂纹83

2.8 外伤86

2.8.1 车轮擦伤引起的踏面伤损和横向疲劳断裂86

2.8.2 钢轨表面压痕、碰痕和擦痕及其他偶然原因外伤引起的疲劳裂纹和横向断裂88

2.8.3 钢轨制造形成的表面缺陷94

2.9 锈蚀96

2.10 脆性断裂98

2.1 1 夹板接头区域钢轨轨端伤损103

2.11.1 轨端踏面低接头、踏面裂纹和碎裂掉块103

2.11.2 夹板孔裂纹108

2.11.3 轨端轨头下颚裂纹和轨腰裂纹115

3 闪光焊接头伤损类型和伤损图谱115

3.1 闪光焊接头踏面伤损125

3.2 闪光焊接头轨头内部缺陷及其引起的横向断裂126

3.2.1 灰斑夹杂引起的横向断裂126

3.2.2 疏松缺陷引起的横向断裂134

3.2.3 轨头内部出现马氏体组织引起横向断裂137

3.2.4 焊后正火及全长热处理缺陷引起横向断裂145

3.3 闪光焊接头表面裂纹及其引起的横向断裂155

3.3.1 未焊合缺陷引起的横向断裂155

3.3.2 推凸表面热裂纹引起的横向断裂156

3.3.3 焊瘤边缘或推凸飞边引起的疲劳裂纹和横向断裂159

3.4 钢轨表面电极灼伤、推凸和打磨外伤等引起的疲劳裂纹和横向断裂164

3.5 轨腰纵向裂纹和S形断裂169

3.6 断口没有明显疲劳特征的脆性断裂178

4 气压焊接头伤损类型和伤损图谱178

5 铝热焊接头伤损类型和伤损图谱178

5.1 起源于焊筋边缘溢流飞边的横向疲劳裂纹和横向断裂191

5.2 热裂纹引起的横向断裂203

5.3 起源于疏松和夹渣的轨腰纵向裂纹和S形断裂209

5.4 焊缝金相组织异常引起的伤损218

5.5 焊筋一侧的轨腰裂纹227

5.6 未焊合229

6 钢轨焊补及接续线区域伤损229

6.1 钢轨焊补区域伤损230

6.2 钢轨接续线区域伤损236

参考文献238