構成火車輪箍崩裂其根本原因是輪箍中存在著冶金缺陷和疲勞缺陷,而冶金缺陷的存在往往是疲勞缺陷發(fā)展的根源。

        冶金缺陷是火車輪箍在冶煉過程中遺留下的氣孔、夾渣物、白點和偏析等缺陷，在輪箍軋制過程中形成的沿輪箍圓周方向的點狀或片狀缺陷，其厚度較小，在圓周方向具有方向性，這些帶有原始冶金缺陷的火車輪箍裝車投入運行后，在火車輪箍和鋼軌接觸面受到較大的輪軸牽引力作用下，在缺陷四周產生微小裂紋,并形成疲勞源,隨著運行時間的增長，這些微小裂紋逐漸擴展，進一步形成疲勞核，然后向輪箍圓周方向發(fā)展，當應力達到最大時裂紋就向前推進一級，當應力消失時裂紋停止發(fā)展，這就形成裂紋斷面上的中止線;

        當裂紋發(fā)展到一定的面積后，在缺陷兩側沿大約20°~45°角度分別向內徑面和踏面斜向發(fā)展，使輪箍有效承載面積逐漸減小，當缺陷發(fā)展到火車輪箍的剩余面積達到承載面積時，裂紋走向突然折向內徑面和踏面，形成常見的輪箍崩裂過程。特別是輪箍踏面下30mm范圍內存在缺陷時，缺陷在運行中發(fā)展更快。也有的缺陷從兩側同時向踏面方向斜向發(fā)展，形成輪箍踏面掉塊。

        隨著鐵路運輸向重載、高速方向發(fā)展，火車輪受到的高頻振動和沖擊載荷明顯加大，近年來又發(fā)生輪箍徑向裂紋并崩裂事例，例如2002年大同西機務段連續(xù)發(fā)生兩起輪箍崩裂事故，特點是輪箍斷面平整且垂直踏面，具有突發(fā)性，裂紋源起于輪箍標記處，斷裂面有明顯的疲勞核，并以標記字處為圓心軸向向內發(fā)展，形成半圓形疲勞擴展，呈典型的貝殼狀和海灘形式的裂紋中止線，當裂紋發(fā)展到25~40 mm時發(fā)生脆性崩裂。此類崩箍斷面經常在輪箍標記字頭處，原因是該處存在缺陷、壓制標記時形成應力集中、輪箍加工時過盈量大、鑲裝時冷卻速度過快、火車輪箍加熱溫度不均勻及司乘人員操作不規(guī)范等，但火車輪箍崩裂不會單純由一種因素造成，而是在上述幾種因素同時綜合作用下造成的。

        上述兩種輪箍崩裂前者是由周向缺陷引起，后者是由徑向缺陷引起，如能將這兩種缺陷有效地檢出，將疲勞裂紋消滅在萌芽狀態(tài)，就可以確保火車的行車安全。