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Al2O3夹杂物质对重轨钢是一种危险的裂纹源
更新时间：2015.11.25 新闻来源：
研究表明，铝脱氧钢轨内存在的Al2O3、硅酸盐和硫化物夹杂中，以链状Al2O3夹杂对钢轨疲劳寿命危害最大，这是因为Al2O3夹杂脆而坚硬，与基体的热变形能力差异大。在钢轨热变形时，大块的Al2O3夹杂破碎小块的带锐棱角的夹杂，并呈链状分布。这些坚硬的形状不规则的Al2O3夹杂能将基体划伤，并在夹杂周围产生应力集中场或与基体脱开形成孔洞，成为疲劳源。在钢轨使用时的周期应力作用下，Al2O3夹杂便成疲劳裂纹的起点。Al2O3颗粒越多、间距越小，对疲劳性能危害越大。而易变形的硫化物和硅酸盐夹杂引起的裂纹少。   
关于Al2O3夹杂的临界尺寸，有文献指出，对于900型（σb-880MPa）钢轨，Al2O3夹杂的累积长度为2mm时开始出现裂纹；对高度热处理轨（硬度＞351HB），累积长度从5mm开始出现裂纹。引起疲劳裂纹的单个夹杂颗粒的临界尺寸，在表层最大应力区为10μm，在中心部位则为30μm。   
此外，由于Al2O3夹杂对超声波的反射能力特别小，一般情况下用超声法检查不出来的，只有当它与硅酸盐、Fe(Mn)O及硫化物结合，或者当它与基体分离在界面产生裂缝时，才能用超声法检测出来。可见Al2O3夹杂是一种最危险的疲劳裂纹源。
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