Zusammenhang zwischen der Mikrostruktur und dem Ermuedungsverhalten von Eisenbahnraedern bei Raumtemperatur und erhoehten Temperaturen

Fatigue behaviour of railway wheels at different temperatures. Interrelation of the microstructure and the fatigue behaviour of railway wheels at ambient and elevated temperatures

Der Beitrag soll zu einem besseren Verstaendnis des Ermuedungsverhaltens von hochbeanspruchten Eisenbahn-Radwerkstoffen bei Raumtemperatur und erhoehten Temperaturen beitragen. Besondere Beruecksichtigung finden hierbei die in Vollraedern und Radreifen infolge der industriellen Waermebehandlungen auftretenden Mikrostrukturgradienten sowie die bei Betriebsbeanspruchung im Rad-Schiene-Kontakt auftretenden erhoehten Temperaturen. Die Wechselverformungsexperimente mit aus Original-Bauteilen entnommenen Ermuedungsproben wurden an servohydraulischen Pruefsystemen durchgefuehrt. Ergaenzend zur mechanischen Hysteresismessung wurde in Raumtemperaturversuchen die Veraenderung der Probentemperatur und der elektrischen Spannung infolge plastischer Verformungsprozesse aufgezeichnet. Bei konstanter Beanspruchungsamplitude wurde neben charakteristischen zyklischen Entfestigungs- und Verfestigungsprozessen im Temperaturbereich 300 bis 350 Grad Celsius dynamische Reckalterung beobachtet. Die Gefuegecharakterisierung der verschiedenen Werkstoffzustaende wurde mittels Lichtmikroskopie (LM), Rasterelektronen- und Transmissionselektronenmikroskopie (SEM und TEM) sowie bildanalytischer Auswerteverfahren durchgefuehrt. (A) ABSTRACT IN ENGLISH: This paper aims at a better understanding of the fatigue behaviour of highly loaded railway wheel materials under special consideration of the microstructural gradients in the wheels/tires due to the industrial heat treatments and elevated temperatures developing in the wheel/rail contact area during service loading. The experiments with specimens machined from original components were performed with servohydraulic testing systems. In addition to mechanical hysteresis measurements, the change of the specimen temperature and the electrical potential (voltage) due to plastic deformation processes were recorded in ambient temperature tests. Besides characteristic cyclic softening and hardening processes, dynamic strain ageing effects were observed in a defined temperature range in constant amplitude tests. The microstructural characterisation of the different material conditions was done by light (LM), scanning (SEM) and transmission (TEM) electron microscopy together with digital image processing. (A)

Language

  • English

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  • Accession Number: 01205135
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Oct 7 2010 8:16PM