重载铁路采用68kg／m钢轨可行性的仿真研究

对重载铁路采用的136RE断面钢轨对中国铁路的适用性进行研究,利用北美铁道学会(AAR)开发的NUCARS软件,对C64K货车通过60 kg/m、68 kg,m和75 kg/m 3种钢轨的安全性以及钢轨磨耗进行了仿真对比,计算结果表明重载货车通过68 kg/m钢轨时,安全性明显优于60 kg/m钢轨;同时抗磨耗性能也远优于国产60 kg/m钢轨,达到了与75 kg/m钢轨相同的水平,为68 kg/m钢轨的推广使用提供参考.     

U76NbRE微合金钢轨在小半径曲线上的铺设使用研究

为了考核微合金钢轨在小半经曲线上的使用性能,对60kg/mU76NbRE热轧及热处理钢轨,通过厂内闪光焊和现场气压焊后,于1995年结合线路大修,在京包上行线K466～K470铺设无缝线路试验段。试验结果表明,抗拉强度达到1060MPa及以上的U76NbRE热轧钢轨,在约450m半径曲线的外股上使用可通过总重2.2亿t以上,其使用寿命比U74热轧轨提高近1倍;轨头硬度为38HRC～40HRC的U76NbRE热处理钢轨,其使用寿命比U74热轧轨可提高4倍以上,可望超过一个大修周期(通过总重达到7亿t);经过焊后再淬火的闪光焊接头,使用中未出现接头低陷,而未经过焊后再淬火的气压焊接头,当通过总重4.2亿t时,出现1.3mm～1.5mm的低陷。综合考虑U76NbRE钢轨的焊接、热处理性能以及使用要求,建议其化学成分的质量分数调整为:C0.72%～0.80%,Si0.60%～0.90%,Mn1.00%～1.30%,Nb、RE0.02%～0.05%,P、S≤0.030%。     

PD3及BNbRE钢轨断裂韧性KIc的研究

钢轨是铁路轨道中非常重要的构件,直接关系到行车的安全.铁路不断提速对钢轨提出了越来越高的要求,在要求其有更高的使用寿命的同时,还要求其有更好的韧塑性,以保证铁路的安全.断裂韧性KIC是反应材料抵抗裂纹失稳扩张能力的力学性能指标,因而研究目前铁路较为普遍应用的PD3和BNbRE钢轨的断裂韧性KIC,对提速线路、尤其是即将铺轨的时速200km秦沈客运专线上钢轨的使用安全性非常重要.本试验通过对PD3及BNbRE钢轨在室温和-20℃时断裂韧性KIC的测定,分析了碳含量、钢种化学成分以及温度对断裂韧性的影响.同时还比较了两个钢种断裂韧性的不同和对温度的敏感性,相比之下,PD3在室温时的断裂韧性要稍高一些,而在-20℃时,BNbRE的断裂韧性要高一些,显示出BNbRE的断裂韧性KIC随温度降低而下降更小,因而表现出对温度更不敏感.但是两个钢种的断裂韧性KIC都达到了铁道部颁发的“时速200km客运专线60kg*m-1钢轨暂行技术条件”的要求.     

粗糙度诱发裂纹闭合的研究

作者从粗糙度诱发裂纹闭合的几何模型着手，通过推导得出了应力比、显微组织与裂纹闭合间的关系表达式，并就U71Mn钢不同奥氏体晶粒、不同应力比对裂纹闭合以及门槛值附近疲劳裂纹扩展行为的影响进行了研究。结果表明，粗大奥氏体晶粒由于有较大的断面粗糙度，使裂纹闭合程度增大．从而提高门槛值，但它不影响中速区域疲劳裂纹的扩展。应力比除了影响裂纹扩展的微观过程外，主要是影响裂纹闭合。随着应力比的增加，裂纹闭合作用减少，表现出裂纹扩展速率的提高和门槛值的降低。     

钢轨钢的纯净性与高纯净钢轨的发展

本文综述了钢轨钢的纯净性对钢轨使用性能尤其是疲劳性能的影响，介绍了现代冶金工业提高钢质纯净性的主要措施及工业发达国家纯净钢轨的生产过程，简介了高速铁路对钢轨纯净性的要求及高纯净钢轨的发展趋势。     

钢轨用空冷贝氏体钢性能及组织的研究

本文对所制定的两组成分空冷贝氏体钢的力学性能、显微组织进行了实验室研究.两组钢采用50 kg真空感应电炉冶炼,经锻造、空冷至室温后,加工成所需各种试样.拉伸试验结果表明,试验钢的抗拉强度分别为1 280 MPa,1 337 MPa,塑性指标为16%,强韧性配合明显高于普通及淬火珠光体钢轨钢;U型缺口冲击韧性则分别为20 J*cm-2,46 J*cm-2;第二组成分钢的低温(-20℃)断裂韧性(KIC)为42 MPa m1/2.透射电镜分析表明,两组空冷贝氏体钢中含有铁素体板条以及板条间的残余奥氏体膜,并且可在铁素体板条中观察到贝氏体基元.最后本文认为,所设计的两组空冷贝氏体钢的强韧性配合优于淬火珠光体钢轨钢,可用于制造钢轨及AT尖轨等道岔部件.     

重载铁路用U77MnCr钢轨的试验研究

研究目的:含Cr低合金钢轨在国外重载铁路已得到了成功应用,而我国重载铁路在含Cr低合金钢轨使用方面还是一个空白.本文对U77MnCr钢轨的母材性能、焊接性能进行试验研究,并跟踪研究其在重载铁路上铺设的使用情况.研究结论:U77MnCr钢轨母材材质具有很好的纯净度和良好的强韧性,适合铺设在重载铁路的直线地段;U77MnCr钢轨不含贵重的钒合金,只加入较便宜的0.25%～0.40%的铬合金,强塑性较好,具有很好的性价比;U77MnCr钢轨母材具有良好的焊接性能,焊接接头具有自硬化性能,正火后无需进行喷风冷却,轨顶面的硬度就可与母材的硬度匹配;U77MnCr钢轨具有良好的抗接触疲劳伤损能力和焊接性能,对提高重载铁路钢轨使用寿命有一定的作用.     

高强耐磨贝氏体道岔尖轨的研制

在贝氏体钢轨及贝氏体辙叉研究的基础上,通过成分选择、精炼、精轧及稳定化处理,制成60AT贝氏体钢轨,再加工成贝氏体道岔尖轨。通过对60 AT贝氏体钢轨以及异型钢轨性能的检验可知:60 AT贝氏体钢轨以及异型钢轨全断面抗拉强度、屈服强度和伸长率等均达到相关标准规定的要求,并且强韧性配合非常好;贝氏体道岔尖轨强韧性指标明显地优于珠光体道岔尖轨,同时不需要进行淬火处理,就可以保证全断面具有高且均匀的硬度。通过大秦线的铺设试验可知:贝氏体道岔尖轨无严重的剥离掉块等疲劳伤损;耐磨性能相比珠光体尖轨具有明显优势,使用寿命约为珠光体道岔尖轨的2倍。     

国内外高速铁路钢轨性能对比研究

为进一步提升我国高速铁路钢轨的性能,对比分析法国、德国、日本和我国高速铁路钢轨的技术标准、生产设备和工艺,以及试样的理化性能、几何尺寸和平直度等。结果表明:我国高速铁路钢轨的技术标准已跻身世界先进行列,钢轨的生产设备和工艺也已达到国际先进水平;国内外高速铁路钢轨的有害元素、氢氧氮含量、脱碳层、非金属夹杂物、硬度等均大致相当;我国U75VG钢轨的抗拉强度略高,而断后伸长率、断裂韧性和疲劳裂纹扩展速率略低,但均满足技术标准的要求;建议在非金属夹杂物、脱碳层深度、残余应力、轨端平直度等方面进一步提升我国生产高速铁路钢轨的工艺技术水平,并深入开展高速铁路钢轨成分优化、非金属夹杂物控制技术等方面的研究。     

铁道行业标准《高速铁路用钢轨》制定情况介绍

概述我国客运专线和高速铁路用钢轨标准的制修订历程,介绍TB/T3276-2011《高速铁路用钢轨》的主要内容以及修订情况,重点说明标准的适用范围和钢种的选用、钢轨的长度和重量、几何尺寸和平直度偏差、钢牌号及化学成分、低倍检验、表面质量、数值修约、标志及质量证明书和涂色要求等.