14MnNbq,16Mnq钢及其焊接冲击韧性CVN试验研究

为全面了解铁路钢桥用材料的冲击韧性,对常用桥梁钢14MnNbq和16Mnq钢各种板厚的母材以及焊缝、熔合线试样进行系列温度冲击试验。对702个CVN冲击试验数据应用对数数学分析模型进行回归,得到桥梁钢和焊缝的通用计算表达式。研究结果表明:两种钢材的冲击韧性为三个区域带,即14MnNbq钢母材、14MnNbq钢焊缝和熔合线、16Mnq母材和焊缝;三个带的转脆起始温度依次为-30℃,-10℃和10℃;冲击功上台阶依次约为200J,150J和100J。     

高速铁道车辆焊接转向架材质性能分析与研究

对16MnR、16Mnq、SM490C以及14MnNbq研究表明在C、Si、Mn、P和S五元素当中，S含量对钢的冲击韧性影响较大。S含量在0.005%～0.020%范围内，随着S含量的增加钢的冲击韧性成倍下降。在相同范围内，P对钢的冲击韧性的影响很小。14MnNbq钢的强度与16Mn相当，冲击韧性大大优于16Mn。14MnNbq钢的碳当量较低，焊接性良好，冲击韧性较为突出，Akv－40℃≥100J。研制的TY-J507Q焊条采用CaF2-CaCO3-SiO2-TiO2渣系。焊缝金属的金相组织为细针状铁素体。焊条的熔敷金属水银法扩散氢检测结果为1.99Ml*100g－1，冲击功Akv－40℃≥47J。富氩焊焊丝ER50-3B的质量良好，焊接工艺稳定，强度与母材相当，冲击功Akv－40℃≥47J。采用14MnNbq及相关的焊接材料、工艺制造高速铁道车辆焊接转向架，将会大大提高转向架整体结构的力学性能。     

18CrNiMo7-6钢韧脆转变温度的研究

对热处理后的齿轮钢18CrNiMo7-6进行低温(-60~0℃)夏比冲击试验,利用Boltzmann函数拟舍得到冲击功、侧膨胀值与温度的关系曲线,结合断口形貌简要分析了该材料在脆性及韧性条件下的断裂行为,并获得脆性断面率50%所对应的试验温度(即FATT50)。结果表明:18CrNiMo7-6钢韧脆转变温度区间为-30℃~-20℃,0℃下的断口微观形貌为韧窝状,随着温度降低,逐渐变成解理形貌,且发现原材料的组织偏析会使材料的冲击韧性变差。     

风力发电齿轮箱主轴机械性能的研究

风电主轴一般选用42CrMo或者34CrNiM06这2种材料,通常该轴在-40℃ ～50℃的环境中要使用20年,因此对主轴性能提出了很高的要求.为获得风电主轴最佳的综合使用性能,从实物本体取样进行机械性能试验和测试.结果表明,对于风电主轴这样的大件,在不能够完全淬透的情况下,通过调整化学成分,采用较大的锻造比(锻比不小于4)和水淬工艺,提高了其机械性能,使产品达到了技术要求.     

回火工艺对42CrMo钢调质后组织及性能的影响

以42CrMo钢为对象,研究了回火温度、回火时间、回火次数对其调质后组织及硬度的影响。结果表明,随回火温度的升高,42CrMo钢中碳化物由不均匀分布的片状转变为弥散分布的颗粒状。42CrMo钢的硬度对回火温度与时间具有较强的敏感性。在实际生产中,可通过调整回火温度与时间来控制产品硬度,多次回火处理没存在必要。     

42 CrMo零件热处理工艺参数的试验研究

在铁路柴油机检修非标设备设计制造中,为满足不同种类42CrMo零件特殊工况的使用要求,通过试验方法调整并最终确定其热处理工艺参数,实现零件强度及韧性的良好匹配,充分发挥42CrMo中碳合金钢所具有的优良综合机械性能。     

低温下铁道钢轨钢材冲击韧性与断裂韧性的关系分析

依据钢轨钢材系列低温冲击试验和断裂韧性试验的结果,参照目前已有的钢材冲击韧性与断裂韧性之间的关系,对钢轨钢材冲击功AK与其断裂韧度KIC之间的关系进行回归分析,得到了AK与KIC之间的关系式.根据弹塑性断裂力学理论,推导出了钢轨钢材冲击功AK与裂纹尖端张开位移CTOD临界值δC和J积分临界值JIC之间的关系式,为通过简单经济的冲击试验来预测钢轨钢材的断裂韧性提供了一种方法.     

重载铁路货车用LZ45CrV车轴钢综合性能的试验研究

为提高重载铁路货车轴重,试验研究LZ45CrV车轴钢的综合性能。结果表明:通过适量添加Cr,Ni,Mo和V等微合金元素,可使LZ45CrV车轴钢的显微组织结构得到显著改善,比LZ50车轴钢的晶粒度级别要高出2级以上,微合金元素在钢中形成了从几十到一百纳米大小的碳、氮化物析出相;在不降低伸长率和断面收缩率的前提下,LZ45CrV车轴钢的强度指标比LZ50车轴钢提高了10%以上,并且其横向冲击功不低于40J、纵向冲击功不低于50J;与LZ50车轴钢相比,LZ45CrV车轴钢的相对腐蚀失重速率降低了20%以上,疲劳极限提高了15%以上;LZ45CrV车轴钢的各项性能指标满足试制技术条件,达到了30t轴重重载货车车轴的使用要求。     

U75V钢轨移动闪光焊焊后热处理工艺研究

钢轨经闪光焊焊接以后,焊缝区域脆性增大,影响到无缝线路的使用性能和寿命,因而需进行焊后热处理。针对U75V钢轨采用连铸技术后与以往模铸生产时性能的差别,对其接头焊后热处理工艺进行了研究,提出了最佳工艺参数:感应加热温度(880±20)℃,加热时间>120 s,喷风压力0.12～0.15MPa,喷风时间150 s。此时接头全断面平均冲击功23.5 J,接头轨面硬度与母材的比值为0.975,轨底侧晶粒度9级,焊接接头的性能得到了全面的提高。     

某型号柴油机喷油器衬套加工工艺攻关

由于气缸盖中喷油器衬套材料改为42CrMo,材料又硬又黏,采用原工艺方法加工在摇臂钻床加工底平面,已不能满足产品图样要求,现改为在加工中心锪底平面,通过多次工艺试验,选定了三刃螺旋硬质合金立铣刀具,优化了工艺方案,确定了合理的工艺参数,为产品的研制和批量生产提供可靠的技术支持.     

普通混凝土落锤冲击动态力学性能试验研究

为研究普通混凝土材料的动态冲击力学性能,利用改进的落锤冲击试验装置,对C30混凝土圆柱体进行低速冲击试验。为降低落锤冲击惯性效应并获得稳定的加载速率,试验采用不同厚度的橡胶或海绵作为波形整形材料;采用20 mm厚橡胶时可消除惯性力影响,延长加载时间,使试件纵向应力趋于均匀分布,并实现恒定速率加载。试验结果表明:冲击荷载下混凝土破坏形态与静载下相同,动态增大系数(DIF)、极限应变与吸收能量随应变率增加而增加,在本文试验参数范围内应变率对混凝土应力-应变曲线形状影响较小。对已有混凝土动态力学性能试验结果进行统计和对比,验证了CEB2010规范公式偏于保守地描述了DIF与应变率的关系,且本文的研究结果填补了应变率10-1/s~100/s范围内试验数据。     

机车车辆有关配件制造的新材料、新技术、新工艺(一)

1碳/碳(C/C)复合材料活塞碳/碳(C/C)复合材料(碳纤维增强碳基复合材料)是一种先进的战略材料,不仅广泛应用于航空航天和军工领域,在铸造以及其他交通装备制造中,也在逐步扩大应用。该材料具有很好的理化性能与力学性能。如:热膨胀系数低(1~5×10-6/℃),约为铝合金的1/10;导热率高(150~180W/m.K);密度小(约为1.8g/cm3),是陶瓷的1/2~1/3;摩擦性能好(摩擦因数为0.2~0.3),且具有自润滑作用;热冲击性能好;高温性能优异(3D C/C复合材料在1700℃及惰性环境下的抗弯性能为571.9MPa)。在温度高于3000℃时,C/C复合材料具有比铝合金更高的强度。…     

低温对结构钢材断裂韧度JIC影响的试验研究

随着温度的降低,结构铜材的主要断裂韧度指标发生变化、在低温(20,-10,-30,-50,-70或-65℃)条件下,测定了3种主要结构钢材(Q235A,16Mn和15MnVq)4种厚度(12,24,36和48mm)试样的断裂韧度JIC总的趋势为3种结构钢材的断裂韧度JIC随着温度下降或厚度增加而减小,断裂韧度JIC随温度和厚度的变化曲线均呈“S”型,分为上平台、转变区和下平台3部分。在上、下平台区域,断裂韧度JIC的变化比较缓慢;在转变区,断裂韧度JIC急剧下降。在某些情况下,上平台区域会出现断裂韧度JIC随温度降低或厚度增加而提高的现象。     

GE柴油机曲轴平衡块焊接工艺分析与研究

GE机车柴油机曲轴平衡块采用焊接方式连接。通过对GE曲轴平衡块解剖试验分析表明:GE曲轴平衡块焊接接头形式为K型对接接头;焊缝未采用全焊透形式;采用强度等级低于母材的焊接材料;采用多层多道焊和先焊中间焊缝再焊端部焊缝等焊接工艺;焊后的热处理工艺为正火处理。根据解剖试验分析结果和焊接工艺分析,进行了焊接试验,试验结果表明,42CrMo与20~#异种钢焊接接头力学性能不低于母材(20~#钢)指标,焊接质量可达到预期要求,为引进、消化、吸收GE柴油机曲轴的制造技术打下了基础。     

聚氨酯类基材处理剂热应力研究

本文采用静态应变方法,研究铁路工程应用的聚氨酯类基材处理剂(QTECH-112)在常温、低温和边界约束条件下应变变化规律。研究结果表明,在常温20℃,QTECH-112具有较小的主应变,由此产生的热应力对于聚脲附着力影响可以忽略;而在低温20℃,QTECH-112在8 h内,拉伸应变缓慢从100×10-6上升到250×10-6,且最大主应变方向维持在-45°左右,这是因为QTECH-112作为一种弹性材料,低温引起的热应力被应力松弛所消耗,从而避免了低温引起的巨大热应力。     

喷丸工艺对抗侧滚扭杆用钢的影响

采用试验方法研究了喷丸工艺对60CrMnMoA、50CrVA、42CrMo残余应力场、显微硬度和表面质量的影响.结果表明,相同的喷丸工艺,随着材料抗拉强度的增大,表面残余压应力σrs、最大残余应力σrmax、显微硬度、试样表面的粗糙度都增大;相同喷丸工艺,随着材料硬度的降低,表面粗糙度增幅加大.     

超声冲击和机械打磨提高SMA490BW钢焊接接头超高周疲劳性能

为提高转向架焊接构架焊接接头的超高周疲劳性能,分别采用不同冲击参数和冲击方式下的超声冲击和机械打磨,处理动车组转向架用SMA490BW钢的焊接接头,并利用超声疲劳试验系统测试处理前后焊接接头的超高周疲劳性能。通过残余应力测试、金相组织和断口形貌观察,分析用超声冲击和机械打磨提高SMA490BW钢焊接接头超高周疲劳性能的机理。结果表明:在330 MPa应力条件下原始焊态接头的平均疲劳寿命约为0.252×107周次,经机械打磨后疲劳寿命可提高至1.232×107周次,提高约5倍;在2.0A冲击电流下对焊趾及焊根处进行20min的局部超声冲击后,其疲劳寿命可达4.978×107周次,提高约20倍;残余压应力的引入、表层晶粒的细化和焊趾外形的修整是焊接接头疲劳性能得到提高的主要原因;焊接接头经过超声冲击强化后,疲劳裂纹的萌生位置可能从焊趾或焊根处转移到材料表面其他缺陷处。     

铁道行业标准《铁道车辆用耐大气腐蚀钢及不锈钢焊接材料》修订简介

TB/T2374—1999《铁道机车车辆用耐候钢焊条和焊丝》的内容已不能满足规范铁道车辆车体用钢焊接材料的需要,需要对其进行修订。TB/T2374—2008《铁道车辆用耐大气腐蚀钢及不锈钢焊接材料》代替了TB/T2374—1999,增加高强度耐大气腐蚀钢焊接材料及铁路货车车体用不锈钢气体保护焊丝的相关内容,取消部分小用量焊材,提高熔敷金属冲击功的指标,对J506NiCrCu焊条化学成分进行适当调整,取消熔敷金属横向冷弯性能要求和焊条焊缝射线探伤要求,规范了试验方法的相关要求。     

基于渐进失效理论的碳纤维/泡沫夹芯设备舱底板强度仿真

设备舱底板在列车行驶过程中会受到气动载荷与石子冲击的影响，其强度直接影响到设备舱内的设备安全。文章基于渐进失效分析理论和刚度退化模型，在验证仿真建模的准确性后，建立了碳纤维/泡沫夹芯设备舱底板的静强度与低速冲击工况下的有限元模型。基于有限元模型分析了设备舱底板在5种静强度工况下的失效因子、应变和失效载荷，讨论了200 J、300 J、400 J、500 J的冲击能量以及100 mm、200 mm、300 mm的冲头直径对设备舱底板抗冲击性能的影响。结果表明，设备舱底板满足静强度要求，其失效载荷为63.0 kPa,最大失效因子及最大应变位置位于螺栓孔周围；冲击接触力峰值、上面板凹陷深度及各铺层的基体失效面积随冲击能量的增加而增大，而冲头直径的变化对设备舱底板的低速冲击性能影响较小。     

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.