Page 59 - 理化检验-物理分册2020年第二期

DOI : １０．１１９７３ / lh jy Ｇwl２０２００２０１２

０Cr１７Ni７Al 钢制受电弓扭簧断裂原因分析

郁焕武,黄思俊,徐 俊,徐玉峰

( 北京中车赛德铁道电气科技有限公司,北京 １００１７６ )
摘 要: ０Cr１７Ni７Al钢制受电弓扭簧在运行过程中出现小批量断裂失效.通过宏观检验、 化学
成分分析、 拉伸试验、 断口分析和金相检验等方法对扭簧断裂的原因进行了分析.结果表明: 受电
弓扭簧的断裂模式为疲劳断裂, 疲劳源位于扭簧表面; 簧丝在拉拔过程中产生的划痕和拉丝缺陷使
其承受复杂应力的能力降低, 最终在弓网动态耦合交变载荷作用下发生断裂.
关键词: 受电弓;扭簧;疲劳断裂;表面缺陷

中图分类号: TG１１５．５ 文献标志码: B 文章编号: １００１Ｇ４０１２ ( ２０２０ ) ０２Ｇ００４８Ｇ０４
CauseAnal y sisonFractureofPanto g ra p hTorsion
S p rin gMadeof０Cr１７Ni７AlSteel

YUHuanwu , HUANGSi j un , XUJun , XUYufen g
( Bei j in gCRRCCEDRailwa yElectricTech．Co． , Ltd． , Bei j in g１００１７６ , China )

Abstract : Fracturefailureinsmallbatchesofp anto g ra p htorsions p rin gmadeof０Cr１７Ni７Alsteeloccurred
ino p erationp rocess．Fracturecausesoftorsions p rin gwereanal y zedb ymeansofmacrosco p icins p ection , chemical
com p ositionanal y sis , tnesiletest , fractureanal y sisand metallo g ra p hicexamination．Theresultsshowthatthe
fracturemodeofp anto g ra p htorsions p rin gwasfati g uefracture , andthefati g uesourcewaslocatedinsurfaceof
torsions p rin g ．Scratchanddrawin gdefectsp roducedindrawin gp rocessofs p rin gwirereducedtheabilit ytobear
com p lexstress , whichfinall y ledtofractureunderthep anto g ra p hＧcatenar yd y namiccou p lin galternatin g load．
Ke y words : anto g ra p h ; torsions p rin g ; fati g uefracture ; surfacedefects
p
采用电力牵引方式传动的动车组需要从接触网
不间断获得电流来保证动车组高速前行, 受电弓是实
现这一功能的重要设备, 其性能好坏直接影响动车组
能否安全可靠地运行, 因此高性能受电弓被称为高速
动车组十大关键配套技术之一 [ １ ] .某型号受电弓在
弓头长度方向各安装了一根扭簧, 其主要作用是吸
收和缓冲弓网动态耦合作用对弓头及其他结构件的
横向及纵向冲击载荷, 保证弓头及其他结构件在受 图 １ 扭簧断裂现场
电弓全寿命周期内的正常运行.某动车组在入库检 Fi g 敭１ Siteofthefracturedtorsions p rin g
修时, 一段时间陆续发现有受电弓弓头扭簧断裂, 如
图 １~２ 所示,( 该扭簧由 ３．８mm 的钢丝制成, 材
ϕ
料为 ０Cr１７Ni７Al 钢, 钢 丝 缠 绕 后 在 ４７５ ℃ 保

温１h 进 行 回 火 处 理 ). 受 电 弓 运 行 里 程 为 ( ４~

收稿日期: ２０１９Ｇ０１Ｇ０８
图 ２ 断裂扭簧的宏观形貌
作者简介: 郁焕武( １９８２－ ), 男, 工程师, 主要从事受电弓检修及
Fi g 敭２ Macromor p holo gy ofthefracturedtorsions p rin g
运用技术开发和研究工作, y uhuanwu＠cedht．com
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