该文从中国研制高速列车用车轮钢的需要出发,通过实验和理论计算相结合,研究了车轮钢综合性能的影响因素,重点分析和研究了车轮钢的抗剥离性能及其影响因素.实验中,着重从碳含量和组织细化两方面入手,研究了车轮钢的抗剥离性能.该文还采用有限元热力耦合和材料相变原理相结合的方法,从理论上模拟和分析了摩擦热致相变及热损伤过程的机理.研究取得了以下结论:提出了抗剥离高速车轮钢合金设计的指导原则.降低碳含量虽然使车轮钢耐磨性能和抗接触疲劳性能有所降低,但使其抗冷热疲劳性能和冲击韧性大大改善,有助于提高车轮的抗剥离性能.在该研究中,车轮钢碳含量在0.5﹪左右时具有最佳的综合性能匹配.组织细化有利于改善车轮钢材料的强韧性.通过Cr、Al<,s>等合金化及采用加速冷却等手段,可以有效控制奥氏体晶粒尺寸,减小珠光体片层间距,弥补碳含量降低带来的耐磨性损失,使车轮钢的强韧性匹配得到显著改善,有助于提高其抗剥离性能.轮轨摩擦造成接触面迅速升温并奥氏体化,在冷却时形成硬脆的马氏体组织.马氏体深度可达lmm量级,在马氏体和基体之间形成马氏体+铁素体的混合组织,强韧性匹配较差,往往成为裂纹扩展通道.列车速度的提高增加车轮踏面的相变几率,但对温升的峰值没有明显影响.增加载荷则提高踏面的峰值温度,相变层深度也加大.材料的奥氏体化相变点是控制马氏体层产生和分布的关键因素.计算结果显示,当碳含量从0.7﹪降低到0.4﹪时,随着相变点提高,马氏体层最大厚度减小30﹪,截面积减小45﹪,剥离状况大大减轻.