贝氏体钢轨母材轨头核伤原因分析

通过断口宏观与微观形貌观察、扫描电镜及能谱分析、金相显微组织分析等方式对3根贝氏体钢轨母材轨头核伤的原因予以分析,发现伤损均为氢致裂纹引起的轨头内部横裂型核伤。断口中心区域存在粗大的非金属夹杂物是导致钢轨中的氢在此处富集并形成裂纹的主要原因。贝氏体钢轨氢致裂纹型核伤的主要特征有:伤损位于轨头内部踏面下方4~10 mm处,断口中部存在粗大夹杂物;断口附近的低倍样中观察不到微细裂纹。通过采取改进生产工艺、降低钢中的氢含量(将钢水氢含量控制在1.7×10^-6以下)、减少钢中的粗大夹杂物等措施,再上线的贝氏体钢轨未出现该类伤损。     

焊接辙叉结构设计和焊接工艺

贝氏体钢焊接辙叉具有高强度和高韧性,良好的可焊性、热加工和切削性能,以及良好的耐磨性和接触疲劳性能。辙叉结构中设计的轻型间隔铁,保证了拼装辙叉的整体性,便于安装铺设,从根本上消除了嵌入式或拼接式合金钢辙叉心轨产生的接缝病害。     

典型生产工艺对无碳化物贝氏体钢轨组织与性能的影响

基于矫直、回火和在线热处理3种典型钢轨生产工艺,采用不同工艺组合工业试制5种无碳化物贝氏体钢轨;基于扫描电子显微镜、透射电子显微镜、背散射电子衍射法和X射线衍射法,分析无碳化物贝氏体钢轨的微观组织;采用布氏硬度、单轴拉伸、锯切应变片法、冲击韧性、断裂韧性和疲劳裂纹扩展速度测试等试验,研究典型生产工艺对无碳化物贝氏体钢轨组织和力学性能的影响。结果表明:矫直使无碳化物贝氏体钢轨中的残余奥氏体体积分数自12.44%降至10.6%,有利于促进亚稳态残余奥氏体的转变;回火稳定残余奥氏体,提升冲击韧性20%以上;在线热处理降低残余奥氏体体积分数,提高屈服强度19%以上,尤其能提高抗拉强度和冲击韧性,对轨底残余应力的影响不大。据此,为了综合提升无碳化物贝氏体钢轨的耐磨性和抗接触疲劳性能,在提高屈服强度和抗拉强度的同时增大残余奥氏体体积分数,以提升加工硬化能力和塑性。     

曲线尖轨踏面伤损原因分析北大核心

为了研究伤损曲线尖轨轨头宽15 mm断面处踏面连续掉块的原因,对其进行断口宏观形貌观察、金相分析、非金属夹杂物检测、化学成分分析、淬火层形貌观察及硬度分布检测。结果表明:在距轨顶面约3.5~6.0 mm处存在较粗大夹杂物是引起尖轨内部起裂的主要原因;曲线尖轨使用过程中,在轮轨接触应力的作用下,在踏面次表层粗大夹杂物处萌生纵向疲劳裂纹,降低了尖轨的承载能力,最终导致尖轨连续掉块。为防止该类伤损发生,应提高钢轨钢的纯净度,加强钢轨钢冶金质量的控制和检验,减小钢中非金属夹杂物的数量和尺寸,尤其应控制道岔尖轨小尺寸断面的冶金质量。     

一种Mn-Cr-Mo-La系空冷贝氏体钢轨用钢的试验研究

利用稀土元素与合金元素的优势互补作用,设计一种低成本高强韧钢轨专用的Mn-Cr-Mo-La系贝氏体钢,通过测定其动态连续冷却转变(CCT)曲线,研究相变行为及组织特征;基于现场钢轨连轧工艺BD1-BD2-CCS进行热连轧模拟试验,采用透射电镜(TEM)观察精细亚结构,分析试验钢的组织细化和强韧化机理。结果表明:由于添加稀土元素可加强Mn、Cr、Mo的淬透性作用,试验钢在冷速范围0.8~2℃/s内可获得大量细小板条贝氏体;其热连轧模拟后的精细组织为板条间带有稳定残余奥氏体膜的无碳化物贝氏体,亚单元宽度细化至39~80nm,块状超细亚单元尺寸为20nm×32nm,板条内发现2~20nm的微细孪晶和高密度位错,使试验钢抗拉强度达1 260 MPa,室温下冲击功达95J,该纳米级贝氏体组织有利于阻碍裂纹扩展,防止贝氏体钢轨轨裂。     

既有普速铁路合金钢辙叉优化研究

为解决既有普速铁路锻制合金钢心轨组合辙叉使用寿命短,养护维修量大,更换作业频繁等问题,针对现场辙叉翼轨磨耗过量、心轨伤损、胶垫压溃窜出、间隔铁螺栓断裂等典型病害,采用延长翼轨平直段范围至心轨理论尖端增加轨头实际承载面积、刨切翼轨轨头0～4 mm减小轨侧连接圆弧所占宽度、强化叉心结构及下部支承避免弹性垫板失效、调整间隔铁布置提高辙叉对列车荷载和纵向力的承受能力、加强螺栓防松措施方便现场安装使用、设计新型垫板改善轮载过渡冲击等措施,在保持垫板钉孔不变的条件下,对锻制合金钢心轨组合辙叉结构进行系统优化,可有效提高辙叉翼轨的耐磨性及结构的整体性,延长辙叉使用寿命。优化后的锻制合金钢心轨组合辙叉能够现场替换既有辙叉使用,具有较好的可实施性。     

残余应力对贝氏体钢轨使用缺陷的影响

为了研究降低贝氏体钢轨轨头核伤的方法,从贝氏体钢轨材质力学性能和显微组织出发,结合贝氏体钢轨残余应力和在重载线路的实际受力情况,分析贝氏体钢轨轨头核伤的形成原因.结果表明:贝氏体钢轨在使用过程中,轨顶残余拉应力和轮轨接触压应力相叠加是裂纹源形成及扩展的主要原因;低温环境下,残余应力叠加温度应力,构成轨头较高的拉伸应力;...     

分体式辙叉拉杆的应用

道岔护轨及辙叉部分是道岔工作的难点 ,护背距离、查照间隔即 48— 91不易控制 ,尤其是 91不易控制。岔枕由于经常改道 ,道钉眼孔扩大 ,持钉能力差而造成失效。分体式辙叉拉杆的研制 ,从根本上控制了 48—91。     

贝氏体车轮钢性能分析

针对铁路车轮使用中存在的剥离问题,对新研制的贝氏体车轮钢进行检验.力学性能检测结果说明,与普通CL60车轮钢相比,新型贝氏体车轮钢的强度提高13%,塑性变形能力提高23%,冲击韧性提高2～3倍;通过金相组织观察、SEM断口分析、X射线衍射组织测定和TEM分析得出:新型贝氏体车轮钢为细而均匀的贝氏体 铁素体 少量粒状贝氏体组织,冲击断口具有典型的韧性断裂特征,钢中残余奥氏体含量为12%,显微组织主要由条状铁素体组成,未见碳化物析出相,为无碳化物贝氏体组织.分析结果表明:新型贝氏体车轮钢能显著提高车轮的抗剥离性能,具有更高的运用安全性.     

客运专线道岔可动心轨辙叉装配误差分析

采用有限元方法,建立了客运专线道岔可动心轨辙叉装配分析模型,研究了间隔铁尺寸误差对心轨不足位移、心轨弯曲应力及间隔铁连接螺栓应力的影响。计算结果表明,心轨的最大不足位移、心轨弯曲应力和间隔铁连接螺栓应力均随间隔铁尺寸误差值的增加而增加。间隔铁尺寸误差值如大于1.0mm时,心轨弯曲变形将超过规定限值,辙叉不能装配合格。     

贝氏体钢辙叉与珠光体钢车轮间磨损规律试验研究

为提高铁路道岔辙叉综合性能,在干摩擦条件下研究贝氏体钢辙叉与珠光体钢车轮间摩擦磨损规律.试验证明,循环次数、接触荷载、摩擦副的基体组织都会影响材料表面磨损形貌,在干摩擦中主要以粘着磨损、氧化磨损和磨粒磨损为主.珠光体组织状态下的试样基本以粘着磨损为主,随着循环次数和接触载荷的增加,会出现氧化物粘附的情况;贝氏体组织状态...     

四川蓝星机械有限公司

四川蓝星机械有限公司始建于1966年,是中国化工装备总公司的直属企业,总部位于四川省德阳市,在德阳和什邡拥有2个生产基地。是全国铁路提速用奥贝钢辙叉心轨的主要供货商,也是国内专业生产高速、准高速铁路合金钢辙叉及心轨的专业厂家,拥有一条准高速铁路辙叉用高性能、耐磨合金钢的冶炼-锻造-热处理-机械加工全套生产线,为全     

高速铁路扣件弹条断裂失效原因分析

对相同批次的3件不同编号的W1型弹条,通过检测硬度、观察断口形貌和SEM分析、金相组织分析及脱碳层检验等方法,对其断裂失效原因进行分析。结果表明,W1型弹条断裂失效的主要原因是由于服役环境中含有腐蚀性Cl和S元素,同时原材料内部存在较大尺寸的非金属夹杂物,使其表面的锈蚀坑成为应力集中点,引起疲劳断裂,致使弹条过早失效。     

重载线路12号固定辙叉型面优化分析

参考现场调研结果,为优化我国重载线路普遍使用的12号固定辙叉的受力状态,本文提出抬高翼轨高度和心轨加宽的优化方案,用以改变车轮在道岔上的滚动轨迹并提高心轨的承重能力。为验证优化效果,选取LM车轮型面为研究对象,运用迹线法、Kalker教授提出的CONTACT算法,建立车辆-道岔多刚体动力学模型,分别从静力学和动力学的角度分析道岔改进前后的服役性能。研究结果表明:辙叉型面优化前后几何不平顺、等效锥度等接触几何参数没有明显差别;对于顶宽20 mm断面,LM车轮与优化后辙叉接触时未与心轨接触,其接触应力降低至原接触应力的28%,可减少在辙叉使用时辙叉心轨和翼轨早期的磨耗;车辆通过优化前后的固定辙叉,其各项动力学指标均在规范安全限值之内,并且通过优化后的辙叉时轮轨横向力变化明显,最大值从22. 146 kN降低为4. 533 k N,脱轨系数的最大值从0. 186降低为0. 049。     

不同强度等级珠光体钢轨韧性指标对比分析

对珠光体钢轨的强度和韧性指标进行了统计分析,并对其韧性指标的影响因素进行了讨论。结果表明:随着钢轨含碳量和合金元素加入量的增加,钢轨的强度逐渐提高,韧性指标逐渐降低;钢轨的冲击韧性主要由其原奥氏体晶粒尺寸决定,细化晶粒可以改善韧性,夹杂物、成分偏析和缩松等缺陷会使钢轨的冲击韧性显著降低;断裂韧性指标与钢轨的化学成分和组织结构密切相关,强度等级1 080 MPa级及以上的U78Cr V热轧钢轨的断裂韧性较低,建议热处理后使用;细化奥氏体晶粒及减少珠光体钢轨的夹杂物、成分偏析和缩松可提高钢轨的韧性。建议加快强度韧性配合优良的贝氏体钢轨的开发及应用。     

高速道岔长心轨折断对辙叉状态的影响

为探究高速道岔长心轨在不同位置发生折断对辙叉服役状态的影响,开展实尺试验。从长心轨跟端至尖端依次设置6个断缝,测试断轨后辙叉状态及辙叉多次转换后的几何形位与扳动力,对比分析长心轨不同位置折断对辙叉几何及其转换性能的影响。结果表明：高速道岔长心轨折断后,辙叉几何形位与断缝位置以及初始状态有关,长心轨初始状态为直股开通时折断导致的错牙及断缝宽度比侧股开通时更大;长心轨折断后再次进行道岔转换将导致断缝进一步劣化,钢轨错牙以及断缝宽度均有所增加;折断发生在长心轨尖端至短心轨范围内时,可根据转辙机扳动力及表示信号判断轨件状态,而发生在长短心轨配合段至跟端范围内时无法判断。     

贝氏体钢轨闪光焊接技术的研究

贝氏体钢轨闪光焊的焊接性与材质中Mn和Si含量成反比,降低Mn和Si含量有利于改善钢轨的焊接性,提高焊缝韧性和接头落锤强度。贝氏体钢轨焊缝及热影响区出现的主要缺陷为过热区带状成分偏析、过热区奥氏体晶界成分偏析和焊缝夹杂物(灰斑)缺陷,并与Mn含量密切相关,这些缺陷对接头韧性会产生较大的负面影响。但贝氏体钢轨总体力学性能与珠光体钢轨相当,其中接头拉伸强度、硬度和疲劳强度高于珠光体钢轨。贝氏体钢轨焊接热影响区空冷处理后出现马氏体组织是造成焊缝和过热区存在较高残余应力的主要原因,该残余应力降低了接头的滚动接触疲劳强度,使得部分接头容易出现焊缝水平裂纹。对接头进行500℃,3～5 min的回火热处理可以降低残余应力。现场应用表明,完善回火工艺可大幅度降低焊缝水平裂纹的出现。     

包钢连铸钢轨落锤断裂原因分析

包钢首批用连铸坯生产的75kg·m-1BNbRE钢轨进行接触焊试验时,出现母材落锤检验不合格。对该批钢轨进行较为全面的性能检验,包括成品钢轨化学成分,氢、氧、氮含量及残留元素复验,拉伸、冲击试验,轨头踏面中心线硬度试验,金相组织、奥氏体晶粒度、非金属夹杂物、低倍组织、脱碳层检验,断裂韧性试验,残余应力测定,落锤试验等。对落锤断裂的原因进行分析讨论。试验结果表明,该批钢轨的材质性能基本合格,成品钢轨轨底残余应力过大是落锤不合格的重要原因之一,而部分炉号钢轨韧塑性能偏低、表面有矫痕等也是影响因素之一。     

从轮轨几何关系角度谈道岔设计

道岔设计要适应铁路跨越式发展的需要,从轮轨几何学角度发表了在新形势下道岔技术改进的见解,找出影响道岔使用寿命的几点因素,阐述修正减小辙叉查照间隔尺寸,增大护轨轮缘槽宽的必要性和作用,提出包括修正《铁路技术管理规程》的几点建议。     

残余奥氏体对铁路货车轴承性能的影响

通过对比国内外评价轴承热处理组织指标的差别,说明残余奥氏体含量与金相组织级别之间的关系。阐述残余奥氏体的作用、形成机理,分析残余奥氏体对铁路货车轴承接触疲劳寿命、力学性能和尺寸稳定性的影响。提出将轴承残余奥氏体含量控制在10%～20%为宜,检测位置为成品轴承滚动表面下0.2 mm处。