为满足经济发展的需求,重载列车的轴重和车速都在逐步提高,导致钢轨的磨损加重,列车运行的安全性降低。因此,研究不同磨损条件下钢轨的磨损性能变得尤为重要。本文利用GPM-30型摩擦磨损试验机进行纯滚动磨损试验,研究不同转速和接触应力对U75V钢轨钢磨损性能的影响,以及在磨损过程中波磨的形成对表层组织和性能的影响。通过大量试验分析得出以下结论:1.在纯滚动磨损过程中,磨损面表层组织发生明显变化。从表面至心部,根据其组织结构的变化特点,可分为剧烈变形区,严重变形区以及平缓变形区。在剧烈变形区,铁素体和渗碳体严重碎化,碎化后的铁素体呈纤维状,同时表层裂纹主要在该区产生,并且沿着纤维状铁素体扩展。在严重变形区,当珠光体片层方向与试样运行方向成一定角度时,珠光体片层方向发生改变,逐渐与试样运行方向平行;当珠光体片层方向与试样运行方向一致时,珠光体明显细化。在平缓变形区,珠光体发生明显细化。2.在改变转速的条件下进行纯滚动试验,发现转速对摩擦系数的影响没有明显的规律性。随着转速的增加,单位转数下的磨损量增大,波磨程度加重,波峰剧烈变形层厚度减小,波谷剧烈变形层厚度增加。在其他参数相同的条件下,转速能影响波磨的波长。3.在改变接触应力的条件下进行纯滚动试验,发现当接触应力较小时,接触应力对摩擦系数影响并不明显,当接触应力达到一定程度时,随着接触应力的增加,相同转数下对应的摩擦系数越大。随着接触应力的增加,单位转数下的磨损量增大,剧烈变形区厚度缓慢增加,平缓变形区厚度急剧增加,试样的波磨程度加剧,但波磨的波长不变。4.根据磨损表面出现的波磨程度划分,可将波磨的形成过程分为三个部分,分别为波磨初期、波磨中期和波磨后期。波磨初期,磨损表面以粘着磨损为主。波磨中期,磨损表面逐渐形成周期性波磨,磨损方式发生改变,波峰处以粘着磨损为主,波谷处以疲劳磨损为主。波磨后期,波磨程度加剧,表面破坏严重。随着波磨的形成,试样表层硬度逐渐增加,当波磨完全形成后,试样表层硬度呈波浪形分布,最高硬度点位于波谷处,最低硬度点位于波峰处。