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U75V钢轨钢耦合损伤循环塑性本构模型研究
1
作者 张金 刘宇轩 +1 位作者 李建 阚前华 《四川轻化工大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第2期31-38,共8页
针对我国重载铁路和地铁用钢在实际服役过程中的全寿命棘轮行为,开展U75V钢轨钢耦合损伤循环塑性本构模型研究。首先通过不同平均应力和不同应力幅值的循环实验,研究U75V钢轨钢在室温下的全寿命棘轮行为;然后基于损伤力学和循环塑性框架... 针对我国重载铁路和地铁用钢在实际服役过程中的全寿命棘轮行为,开展U75V钢轨钢耦合损伤循环塑性本构模型研究。首先通过不同平均应力和不同应力幅值的循环实验,研究U75V钢轨钢在室温下的全寿命棘轮行为;然后基于损伤力学和循环塑性框架,采用损伤修正的Chaboche随动硬化模型,引入指数型损伤演化律,建立耦合损伤的循环塑性本构模型;最后针对材料的失效模式,建立基于损伤临界值的疲劳失效判据,预测失效寿命。研究结果表明,模拟循环稳定时的棘轮应变率误差小于22.0%,失效时的棘轮应变误差小于38.0%;预测U75V钢轨钢的低周疲劳寿命均在1.5倍误差带内。总的来说,该耦合损伤循环塑性本构模型能描述U75V钢轨钢在非对称单轴应力循环下的全寿命棘轮行为。 展开更多
关键词 U75V钢轨钢 棘轮行为 低周疲劳 本构模型 耦合损伤
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基于神经网络的连续球压痕法预测钢轨钢拉伸力学性能
2
作者 汤铮 马娟娟 +1 位作者 李伟斌 戎嘉琪 《机械制造》 2024年第8期75-78,共4页
神经网络在预测中具有灵活性和高效性,是当下机器学习领域的热门技术。强大的非线性建模能力使神经网络适用于各种复杂的数据模式。基于神经网络,采用连续球压痕法对RAT钢轨钢拉伸力学性能进行预测。以MATLAB软件和ANSYS软件联合仿真方... 神经网络在预测中具有灵活性和高效性,是当下机器学习领域的热门技术。强大的非线性建模能力使神经网络适用于各种复杂的数据模式。基于神经网络,采用连续球压痕法对RAT钢轨钢拉伸力学性能进行预测。以MATLAB软件和ANSYS软件联合仿真方式建立数据库,训练获得神经网络,在载荷位移和应力应变双重优化的前提下,通过遗传算法优化目标函数,得到预测结果。预测结果与拉伸试验结果误差较小,表明所提出的方法能够较好地预测钢轨钢的拉伸力学性能。 展开更多
关键词 神经网络 连续球 压痕 钢轨钢 拉伸 性能
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应变循环对新型川藏钢轨钢力学性能的影响
3
作者 张旭 王正云 +5 位作者 栾道成 文科林 蒋文淼 凌俊华 阴志铭 胡志华 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期176-183,共8页
根据矫直设备和实际生产情况设计了拉压应变循环试验并模拟不同的矫直工艺,探究应变循环对新型川藏钢轨钢力学性能的影响规律。结果表明,新型川藏钢轨钢为细片状珠光体组织,其强度和塑性均高于热处理U71Mn钢。应变循环后屈强比大于0.62... 根据矫直设备和实际生产情况设计了拉压应变循环试验并模拟不同的矫直工艺,探究应变循环对新型川藏钢轨钢力学性能的影响规律。结果表明,新型川藏钢轨钢为细片状珠光体组织,其强度和塑性均高于热处理U71Mn钢。应变循环后屈强比大于0.62,达到了川藏铁路钢轨高屈强比的要求。应变次数为7时,屈服强度由987 MPa最低降至784 MPa,降幅为20.57%,屈强比由0.836降至0.670,最大降幅为19.86%。总应变为压应变且应变次数相同时,屈服强度随着应变量的增加而降低。应变循环会降低川藏钢轨钢的屈服强度,而抗拉强度基本不变,保持在1160~1190 MPa,最终导致屈强比降低。川藏钢轨钢具有循环软化特性,其屈服强度下降是包申格效应和循环软化等变形行为综合作用的结果。应变循环会使川藏钢轨钢的塑性出现一定程度的下降。 展开更多
关键词 川藏钢轨钢 矫直工艺 应变循环 力学性能
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偏析带对贝氏体钢轨钢腐蚀磨损性能的影响
4
作者 韩青阳 程丹 +3 位作者 任映奇 郑春雷 吕博 张福成 《燕山大学学报》 CAS 北大核心 2023年第4期298-306,共9页
以实际使用的含有偏析带的贝氏体钢轨钢为研究对象,利用多功能摩擦磨损试验机研究贝氏体钢在不同偏析角度下腐蚀磨损性能和微观组织变化规律。控制磨损方向与成分偏析带夹角呈0°、45°以及90°,用以模拟列车直线段打滑以... 以实际使用的含有偏析带的贝氏体钢轨钢为研究对象,利用多功能摩擦磨损试验机研究贝氏体钢在不同偏析角度下腐蚀磨损性能和微观组织变化规律。控制磨损方向与成分偏析带夹角呈0°、45°以及90°,用以模拟列车直线段打滑以及曲线段晃车过程。结果表明:在45°时,腐蚀电位偏负,腐蚀电流较大,易发生腐蚀。在45°磨损时,磨损划过偏析界面,阻力较大,磨损较严重。当磨损载荷为90 N时,腐蚀磨损表面出现与偏析带走势方向一致的锈层。偏析带处较多的Cr能够促进α-FeOOH的形成,并提高锈层的致密度。 展开更多
关键词 贝氏体钢轨钢 偏析 腐蚀 磨损
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基于晶体塑性的复杂应力下钢轨钢微孔洞演化行为研究
5
作者 王雅洁 余丰 《机械制造》 2023年第2期1-6,共6页
采用晶体塑性有限元方法研究复杂应力下的珠光体钢轨钢微孔洞演化行为,分析应力三轴度和洛德参数对体心立方晶体单晶中孔洞生长和合并的影响。在研究中,进行纳米压痕试验和电子背散射衍射,获得压痕处的晶体取向,采用晶体塑性有限元方法... 采用晶体塑性有限元方法研究复杂应力下的珠光体钢轨钢微孔洞演化行为,分析应力三轴度和洛德参数对体心立方晶体单晶中孔洞生长和合并的影响。在研究中,进行纳米压痕试验和电子背散射衍射,获得压痕处的晶体取向,采用晶体塑性有限元方法和用户自定义材料子程序标定晶体塑性材料参数,并采用代表性体元法分析不同应力三轴度和洛德参数对体心立方晶体单晶中微孔洞演化的影响。研究结果表明,不同应力三轴度和洛德参数组合的变形模式对钢轨钢微孔洞的演化具有竞争性影响。对于低应力三轴度,变形模式主要由洛德参数决定。随着应力三轴度的增大,应力三轴度对钢轨钢微孔洞演化的影响逐渐占主导作用。通过研究还发现,在不同应力三轴度和洛德参数影响下,体心立方晶体单晶晶内基体材料的有效应力演化规律与整体胞元的等效应力相反。 展开更多
关键词 晶体塑性 应力 钢轨钢 微孔洞 演化
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过共析钢轨钢热处理工艺研究
6
作者 韩志杰 李钧正 张海旺 《南方金属》 CAS 2023年第5期11-13,45,共4页
利用淬火膨胀仪,结合金相和硬度,绘制过共析钢轨钢连续冷却转变曲线,并对其冷却过程中的组织性能进行分析。在此基础上,分析了冷速和终冷温度对过共析钢轨钢组织性能的影响,随着冷速增加和终冷温度的降低,硬度明显增加,但更容易生成马... 利用淬火膨胀仪,结合金相和硬度,绘制过共析钢轨钢连续冷却转变曲线,并对其冷却过程中的组织性能进行分析。在此基础上,分析了冷速和终冷温度对过共析钢轨钢组织性能的影响,随着冷速增加和终冷温度的降低,硬度明显增加,但更容易生成马氏体。过共析钢轨钢热处理工艺设置需要合理匹配冷速和终冷温度,冷速可选择3.5~4.0℃/s,终冷可选择500~550℃,能够在不出现马氏体等异常组织的前提下获得高的硬度性能。 展开更多
关键词 过共析钢轨钢 热处理 显微组织 硬度
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PD3和U71Mn钢轨钢疲劳裂纹扩展速率研究 被引量：27
7
作者 王文健 刘启跃 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1026-1029,共4页
利用MTS试验机,在常温下对两种钢轨PD3和U71Mn进行疲劳裂纹扩展速率试验研究,根据Paris公式确定两种钢轨的疲劳裂纹扩展速率,利用极大似然估计法计算带有一个随机变量描述的疲劳裂纹扩展速率的概率方程。结果表明,裂纹扩展速率曲线符合... 利用MTS试验机,在常温下对两种钢轨PD3和U71Mn进行疲劳裂纹扩展速率试验研究,根据Paris公式确定两种钢轨的疲劳裂纹扩展速率,利用极大似然估计法计算带有一个随机变量描述的疲劳裂纹扩展速率的概率方程。结果表明,裂纹扩展速率曲线符合一般疲劳裂纹扩展规律;PD3的强度性能优于U71Mn,但U71Mn表现出更好的抗疲劳裂纹扩展性能,扩展速率低于PD3钢轨;疲劳裂纹扩展速率的不确定性方程与试验结果相符。 展开更多
关键词 PD3钢轨钢 U71Mn钢轨钢 疲劳裂纹 扩展速率
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国内外钢轨钢研究及进展 被引量：35
8
作者 周清跃 张银花 +1 位作者 陈朝阳 周镇国 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期120-126,共7页
论述国内外轨钢研究及进展,重点介绍了俄罗斯、日本、欧洲及美国等国普通轨、合金轨、热处理轨钢的化学成分、机械性能以及轨钢研究的最新动向,如日本研制的过共析珠光体轨钢、英国研制的马氏体轨钢、欧美等研制的贝氏体轨钢;介绍国内... 论述国内外轨钢研究及进展,重点介绍了俄罗斯、日本、欧洲及美国等国普通轨、合金轨、热处理轨钢的化学成分、机械性能以及轨钢研究的最新动向,如日本研制的过共析珠光体轨钢、英国研制的马氏体轨钢、欧美等研制的贝氏体轨钢;介绍国内轨钢的研究和使用情况,如含V,含Nb,RE的微合金轨钢(PD3,BNbRE),提出含Cr专用热处理轨钢、高纯净性的高速铁路用轨钢和重载铁路用超高强度贝氏体轨钢等是我国今后轨钢的研究发展方向。 展开更多
关键词 俄罗斯 日本 欧洲 美国 铁路用 研究动态 钢轨钢
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钢轨钢的接触疲劳伤损及实验研究 被引量：12
9
作者 陈颜堂 刘东雨 +1 位作者 方鸿生 白秉哲 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期52-56,共5页
本文简要综述了钢轨钢的接触疲劳伤损特征和疲劳成因 ,探讨了提高钢轨钢使用寿命的途径 ,研究了三种中低碳贝氏体钢的接触疲劳行为。
关键词 钢轨钢 接触疲劳伤损 贝氏体钢 成固 实验研究 铁路
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U75V和U68CrCu钢轨钢早期腐蚀机理研究 被引量：9
10
作者 任安超 朱敏 +3 位作者 费俊杰 周剑华 杨忠民 吉玉 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期7-12,共6页
采用扫描电镜观察和测量U75V和U68CrCu钢轨钢的珠光体片层间距,再将这2种钢轨钢的试样浸泡在浓度为0.05mol·L-1的NaHSO3溶液中,分别进行10,30和60min的早期腐蚀试验,采用原子力显微镜观察它们被腐蚀前后的表面立体形貌及表面粗糙... 采用扫描电镜观察和测量U75V和U68CrCu钢轨钢的珠光体片层间距,再将这2种钢轨钢的试样浸泡在浓度为0.05mol·L-1的NaHSO3溶液中,分别进行10,30和60min的早期腐蚀试验,采用原子力显微镜观察它们被腐蚀前后的表面立体形貌及表面粗糙度曲线,研究这2种钢轨钢的早期腐蚀机理。结果表明:与U75V钢轨钢相比,由于U68CrCu钢轨钢中添加微量Cu,Cr和Nb合金元素的原因,其珠光体片层间距明显减小且较均匀;在珠光体片层间距小而且均匀的U68CrCu钢轨钢的表面形成的微电池多,故容易发生均匀腐蚀,相反在片层间距大且不均匀的U75V钢轨钢的表面,因所形成的微电池相对少,故易发生点蚀,并且由于蚀坑的效应导致其腐蚀速度相应较快;珠光体钢容易被腐蚀主要与珠光体片层间距有关,若减少珠光体钢中渗碳体的总表面积,形成小阴极和大阳极,或有效阻隔铁素体相互间的联系,可降低珠光体钢的电化学腐蚀程度,这一试验结果否定了"相界面和晶界容易被腐蚀"的传统观点。 展开更多
关键词 钢轨钢 腐蚀机理 珠光体 片层间距 表面粗糙度
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奥氏体化状态和钒对珠光体型钢轨钢韧性的影响 被引量：10
11
作者 朱晓东 李承基 +2 位作者 章守华 邹明 苏世怀 《北京科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第6期532-537,共6页
以重轨钢ＰＤ２和ＰＤ３为对象，重点研究了热轧态和重新热处理状态珠光体的韧性。研究结果表明，奥氏体状态（晶粒大小、成分均匀化及碳化物溶入或析出程度等）及珠光体的形态和片层间距是影响珠光体冲击韧性的主要组织因素。奥氏体晶... 以重轨钢ＰＤ２和ＰＤ３为对象，重点研究了热轧态和重新热处理状态珠光体的韧性。研究结果表明，奥氏体状态（晶粒大小、成分均匀化及碳化物溶入或析出程度等）及珠光体的形态和片层间距是影响珠光体冲击韧性的主要组织因素。奥氏体晶粒的细化、珠光体片层的细化、奥氏体成分的均匀化及强碳化物形成元素在奥氏体状态的固溶化是珠光体钢韧化的基本途径。 展开更多
关键词 钢轨钢 珠光体 冲击韧性 奥氏体化状态 钒 韧性 珠光体钢
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基于焊接的UIC900A及U75V钢轨钢的连续冷却特性 被引量：10
12
作者 刘丰收 张银花 +1 位作者 陈朝阳 周清跃 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期63-68,共6页
模拟钢轨焊接及焊后热处理工况,采用热膨胀方法分别测定UIC900A及U75V钢轨钢的连续冷转变曲线(CCT曲线).通过对UIC900A及U75V钢轨钢连续冷却特性的分析和比较,结果表明:当模拟焊接的奥氏体化温度为1 300℃和冷却速度小于1.5℃·s-1... 模拟钢轨焊接及焊后热处理工况,采用热膨胀方法分别测定UIC900A及U75V钢轨钢的连续冷转变曲线(CCT曲线).通过对UIC900A及U75V钢轨钢连续冷却特性的分析和比较,结果表明:当模拟焊接的奥氏体化温度为1 300℃和冷却速度小于1.5℃·s-1时,这2种钢轨钢的组织均为珠光体,并且在正常情况下焊接后直接空冷也都不会出现马氏体组织,这时UIC900A和U75V钢轨钢的硬度分别达到329 HV和354 HV;当模拟焊后热处理的奥氏体化温度为900℃和冷却速度为0.5℃·s-1时,这2种钢轨钢的硬度均为300 HV左右.UIC900A钢轨钢可直接空冷,U75V钢轨钢则需用冷却速度为1～2℃·s-1的喷风软淬火,以使其硬度达到320～350 HV左右. 展开更多
关键词 钢轨钢 CCT曲线 焊接 连续冷却特性
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激光离散处理车轮钢-钢轨钢摩擦副的摩擦学性能研究 被引量：8
13
作者 曾东方 鲁连涛 +3 位作者 李正阳 张继旺 朱旻昊 金学松 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期79-86,共8页
将激光离散处理前后的车轮试样分别与钢轨试样匹配,利用滚动接触摩擦磨损试验机测试各摩擦副的摩擦系数和磨损率,研究激光离散处理对轮轨摩擦副滚动接触摩擦磨损性能的影响.结果表明:车轮试样经过激光离散处理后,其抗磨损性能大幅增加,... 将激光离散处理前后的车轮试样分别与钢轨试样匹配,利用滚动接触摩擦磨损试验机测试各摩擦副的摩擦系数和磨损率,研究激光离散处理对轮轨摩擦副滚动接触摩擦磨损性能的影响.结果表明:车轮试样经过激光离散处理后,其抗磨损性能大幅增加,对应的轮轨试样摩擦副的摩擦系数小幅增加,其对摩钢轨试样的磨损加剧.未处理车轮试样主要发生剥层磨损并伴随轻微的疲劳磨损;处理后的车轮试样主要发生疲劳磨损并伴随轻微的剥层磨损.这是由于激光离散处理提高了车轮试样表层材料的抗塑性变形能力,从而抑制了材料的剥层磨损.各钢轨试样均发生剥层磨损,但是车轮试样经激光离散处理后,对应钢轨试样的剥层磨损加剧. 展开更多
关键词 激光离散处理 摩擦磨损 车轮钢 钢轨钢 剥层磨损
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钢轨钢的滚动接触疲劳 被引量：13
14
作者 陈颜堂 刘东雨 +1 位作者 方鸿生 白秉哲 《钢铁研究学报》 CAS CSCD 北大核心 2000年第5期50-53,共4页
钢轨钢的接触疲劳一直为铁路运输部门和研究机构所重视。轮 -轨经过长时间滚动接触会导致轨面剥落 ,产生疲劳。本文综述了钢轨钢的滚动接触疲劳特征及其成因 。
关键词 钢轨钢 滚动接触疲劳 疲劳寿命
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我国铁路钢轨钢的研究及选用 被引量：37
15
作者 周清跃 张银花 +1 位作者 陈朝阳 刘丰收 《中国铁路》 北大核心 2011年第11期47-51,共5页
介绍我国铁路常用钢轨钢的化学成分、性能特点;研究我国高速铁路、160 km/h以下的既有铁路、重载铁路、高原铁路、城市轨道交通用钢轨的选用原则。分析和论述曲线路段钢轨的选用、不同钢种钢轨的焊接、焊接接头的硬度匹配、长定尺钢轨... 介绍我国铁路常用钢轨钢的化学成分、性能特点;研究我国高速铁路、160 km/h以下的既有铁路、重载铁路、高原铁路、城市轨道交通用钢轨的选用原则。分析和论述曲线路段钢轨的选用、不同钢种钢轨的焊接、焊接接头的硬度匹配、长定尺钢轨的选用、钢轨打磨和润滑方面注意的问题,提出高速、重载钢轨钢的研究方向。 展开更多
关键词 钢轨钢 化学成分 力学性能 高速 铁路
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钒在钢轨钢中的作用研究 被引量：6
16
作者 徐权 梅东升 +2 位作者 俞梦文 邹明 郭尧 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 2001年第6期44-47,共4页
介绍了钒在钢轨钢中溶解、析出、分布情况 ,分析了钒对钢轨钢组织结构及对钢轨钢性能的影响。
关键词 钒 组织 性能 钢轨钢
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PD3钢轨钢接触疲劳行为研究 被引量：5
17
作者 盛光敏 范镜泓 +4 位作者 彭向和 蒋斌 籍可槟 苏世怀 柯晓涛 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 1998年第4期35-39,共5页
在最大接触应力为１３４１ＭＰａ、滑差率为１０％及油润滑的试验条件下，对在线全长余热淬火、热轧及稀土处理三种状态的ＰＤ３钢轨钢的接触疲劳行为进行了测定。通过对失效试样的分析，对钢轨钢的接触疲劳机制进行了探讨。试验结果表... 在最大接触应力为１３４１ＭＰａ、滑差率为１０％及油润滑的试验条件下，对在线全长余热淬火、热轧及稀土处理三种状态的ＰＤ３钢轨钢的接触疲劳行为进行了测定。通过对失效试样的分析，对钢轨钢的接触疲劳机制进行了探讨。试验结果表明，在线全长余热淬火工艺大大提高了ＰＤ３钢轨钢的接触疲劳抗力。 展开更多
关键词 接触疲劳 钢轨钢 全长淬火 珠光体
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我国钢轨钢的质量现状及发展趋势 被引量：9
18
作者 周一平 严学模 +2 位作者 战东平 张慧书 戴云阁 《材料与冶金学报》 CAS 2004年第3期161-167,共7页
随着铁路向高速、重载化方向的发展,铁路用钢轨钢的质量问题越来越受到人们关注。本文对钢轨钢的质量现状和发展趋势进行了综合论述.
关键词 铁路 钢轨钢 质量
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钢轨钢的纯净性与高纯净钢轨的发展 被引量：16
19
作者 熊卫东 周清跃 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期78-84,共7页
本文综述了钢轨钢的纯净性对钢轨使用性能尤其是疲劳性能的影响 ,介绍了现代冶金工业提高钢质纯净性的主要措施及工业发达国家纯净钢轨的生产过程 ,简介了高速铁路对钢轨纯净性的要求及高纯净钢轨的发展趋势。
关键词 钢轨 纯净化 高速铁路 发展趋势 钢轨钢 疲劳性能
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PD3钢轨钢接触疲劳变形组织的TEM观察 被引量：3
20
作者 盛光敏 范镜泓 +3 位作者 彭向和 籍可槟 苏世怀 柯晓涛 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 1999年第11期51-54,共4页
在透射电镜下观察接触疲劳失效后不同状态的ＰＤ３ 钢轨钢的变形组织。结果表明，接触疲劳变形组织的主要特点是：珠光体片层间距减小；珠光体团被剪切分割成亚团、先析铁素体内形成位错胞结构；铁素体／渗碳体界面上存在高的位错密度... 在透射电镜下观察接触疲劳失效后不同状态的ＰＤ３ 钢轨钢的变形组织。结果表明，接触疲劳变形组织的主要特点是：珠光体片层间距减小；珠光体团被剪切分割成亚团、先析铁素体内形成位错胞结构；铁素体／渗碳体界面上存在高的位错密度；珠光体中渗碳体片发生变形与断裂。同时对珠光体片层间距与变形组织的关系进行了分析讨论。 展开更多
关键词 接触疲劳 塑性变形 钢轨钢 珠光体 TEM
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