钢轨全断面感应加热、轨头及轨底喷雾淬火的性能研究

本文介绍50kg／m钢轨全断面感应加热，轨头及轨底同时喷雾冷却淬火的研究，对淬火轨进行一系列试验，并与未淬火轨对比，研究结果表明；淬火轨具有较高的抗断裂性能，而未淬火轨却脆断严重；淬火轨的抗磨损，抗压溃性能均比未淬火轨有明显提高，轨头及轨底经喷雾淬火后，不仅使钢轨达到良好的强韧化效果，还显著地提高钢轨的结构强度。     

润滑条件下钢轨接触疲劳性能的试验研究

通过室内试验研究了三种轨钢(不同金相组织的U71Mn轨样）的接触疲劳性能。试验表明，试样表层产生严重的塑性变形是形成接触疲劳破损的主要原因，通过热处理可提高轨钢的强度及硬度，接触疲劳强度也随之提高。作者分析了曲线地段的外轨内侧轨距角处(采用轮轨润滑方法)形成接触疲劳破损的原因，并根据室内试验结果提出在具有润滑条件的曲线上，钢轨以采用高强度淬火轨或合金轨为宜。     

重载汽车荷载下平交道口的钢轨伤损分析

针对目前在厂矿铁路外围平交道口中走行轨轨腰处和轨头下颚的裂纹,建立平交道口中走行轨及其横向支撑的有限元模型,分析了不同横向支撑条件(无支撑、倒放钢轨连续支撑、倒放钢轨间断支撑、连续刚度支撑、间断点弹簧支撑)下荷载冲击处钢轨断面内从轨腰底部至轨头下颚处的应力和位移。研究结果表明:在重载汽车冲击作用下,若走行轨的横向支撑刚度不足或横向支撑未顶实,则导致走行轨的轨腰处垂向应力过大,出现裂纹,在荷载反复作用下裂纹沿走行轨线路纵向发展,且走行轨的轨头最大横向位移为2.4 mm,危及行车安全;在直线地段的平交道口,采用倒放钢轨连续支撑走行轨效果较好;在曲线地段的平交道口地段,建议采用刚度为50~100 k N/mm的连续横向支撑材料代替倒放钢轨。     

对减缓曲线钢轨侧磨的探讨

对引起曲线地段钢轨侧磨的原因进行了分析,建立了外轨超高、轨距、轨底坡、淬火轨、涂油与非涂油等几种试验模式,选择几条比较典型的曲线做实验并将实验结果进行对比,最终获得减缓曲线钢轨侧磨的最有利条件,并提出了相应的实施措施.     

重载铁路钢轨磨耗演变过程的数值模拟

建立重载铁路钢轨磨耗演变的数值仿真模型。基于UM软件建立货车-轨道耦合动力模型,对减振楔块、心盘等细部构件精细建模,采用多点-面接触模型模拟部件间各种接触摩擦,并充分考虑部件间隙。基于Hertz理论及FASTSIM算法进行轮轨接触计算;基于Specht材料磨损模型进行钢轨磨耗计算,根据磨损程度采用不同磨耗系数。针对各种车型和通过速度,开展多工况计算并设置权重因子,模拟线路实际行车条件。为提高数值计算稳定性,基于累积磨耗深度更新钢轨型面;基于磨耗演变模型研究重载铁路不同地段钢轨磨耗的发展规律。结果表明:曲线地段钢轨磨耗比直线地段严重;曲线外轨侧磨明显,内轨磨耗相对较轻,主要分布在轨头中部,外轨磨耗大于内轨;圆曲线地段外轨磨耗强于缓和曲线地段,而内轨磨耗弱于缓和曲线地段;直线地段左右钢轨磨耗相差不大,均主要分布在轨头中部。     

小半径曲线钢轨非正常侧磨分析及防治措施

本文通过对京广线铺设60kg/m钢轨地段的24个小半径曲线上股钢轨侧面磨耗的八年实际观测数据的分析，找出了牵引动力型式与钢轨侧磨率之间的关系，并通过半径为646m的小半径曲线上两年多的钢轨侧磨试验及观测，揭示了曲线钢轨轨头侧磨的规律，发现了同一曲线、同一根钢轨磨耗的不均匀性，指出曲线钢轨非正常侧磨的主要原因是内燃机车三轴转向架造成的。阐明了中间轮对对钢轨侧磨的影响，且呼吁机务部门关心此事。文中叙连了为减步钢轨侧面磨耗从工务养护上采取的若干措施及取得效果，并提出下一步拟采取的设置欠超离、调整轨底坡、涂油、采用全长淬火轨及非对称打磨钢轨断面等五条措施。     

淬火钢轨应力研究

沈阳局淬火线从最初建立喷雾淬火到最后改造为喷风淬火,期间由于淬火轨应力不均匀而造成施工中的种种困难,文章介绍为解决施工难题而采取的各种措施和试验方法。     

城市轨道交通线路钢轨剥落掉块分析与防治措施

对苏州轨道交通2号线钢轨剥落掉块地段进行调查研究,了解了钢轨剥落掉块的具体情况与原因。通过现场轨底坡调整实验与有限元计算可知,在小半径曲线地段将上、下股轨底坡均由1∶40调至1∶20后,曲线上股钢轨光带由内侧转移至钢轨顶部中间区域;轨底坡调整后,钢轨受力情况由偏荷载变成正荷载,其应力与变形量均减小;轨底坡调整前钢轨应力集中在钢轨内侧轨头弧度位置,与现场剥落掉块处相吻合,轨底坡调整后钢轨应力基本均匀分布于整个轨头,避开了现场剥落掉块处。因此建议在城市轨道交通钢轨剥落掉块预防整治时可以考虑在小半径(半径小于400m)曲线地段将轨底坡设置为1∶20,该措施可减少轮轨非正常接触,延缓剥落掉块的发展。     

重载铁路曲线上钢轨磨耗和剥离原因及整治措施

朔黄铁路自开行重载列车以来,部分平纵断面复杂的路段尤其是曲线地段,钢轨伤损情况日趋严重,集中表现为侧面磨耗、剥离掉块、轨头压宽及波纹磨耗等。通过对曲线地段钢轨病害的现场调查与观测,从轮轨接触应力与钢轨轨底坡的变化、钢轨磨耗的机理及现有养护维修方法存在的问题等方面对曲线地段钢轨磨耗和剥离掉块的原因进行了分析,并结合朔黄铁路设备实际情况,提出了朔黄铁路钢轨磨耗和剥离整治措施。     

淬火钢轨的伤损与失效分析

本文在普碳钢轨伤损分析的基础上，根据淬火钢轨伤损实例的检验结果，综述了淬 轨的伤损特点。为分析和预测淬火钢轨的伤损特点及其原因，简要分析了电感应加热欠速淬火、整体加热油淬火、轧制余热控制冷却等三种钢轨淬火工艺及其性能和质量方面的差异，提出了改进淬火钢轨质量的分析意见。分析讨论了减少轮轨接触疲劳伤损、螺栓孔裂纹、轨底疲劳裂纹的改进措施，并论述了进行淬火钢轨伤损统计分析的目的和意义。     

全长淬火钢轨踏面伤损及横向疲劳断裂分析

对实际伤损钢轨的宏微观形貌、金相、硬度以及探伤等检验分析,确定轨头踏面下4mm～6mm区域存在纵向水平疲劳裂纹是产生全长淬火钢轨伤损的原因。检验分析表明,在轮轨接触剪应力作用下,由于淬硬层区域存在金相组织、硬度过渡不均匀等淬火缺陷,导致轨头内部纵向水平疲劳裂纹萌生和扩展,引起钢轨伤损;在分析基础上,提出预防和改进措施。     

浅议工务扣轨施工中的安全防护

扣轨施工中因轨道和路基受力过程和受力形式的不同，提出了必须在列车通过扣轨地段时，对钢轨与横向扣轨间的垫木是否松动，横向和纵向扣轨排挠曲变形、支点下沉量等进行动态观察，加强线路高低方向的检查，扩大扣轨施工地段防护的作业内容，确保列车运行安全。     

U74轨钢欠速淬火性能研究

用四种Ｃ含量Ｕ７４轨钢，研究了加速速度相变点的影响，测定了他们各自的连续冷地曲线，找出了四种材料欠速淬火后转变产物的硬度冷却速度的关系，还用Ｃ含量为０．７４％的轨钢，研究的奥氏体化温度对冲击值的影响，以及用Ｃ含量为０．６５％的轨钢，研究了奥氏休温度及不保温等因素对欠速液火后转变产物硬度的影响。从而为现有Ｕ７４轨钢制定定淬火工艺参数提供理论指导，以提高其淬火质量，研究还指出：现有Ｕ７４轨钢Ｃ含量范围     

淬火钢轨生产中存在的问题及淬火工艺的改进

钢轨全长淬火生产线于1997年投产以后,存生钢轨顶面硬度偏低、轨头温度分布不均、平直度不够与重淬率高等问题。后经改变加热、冷却方法并采取其它综合措施,使钢轨淬火质量大为提高。     

75kg/m钢轨铝热焊接头断裂失效研究

2010年下半年75 kg/m PG4淬火轨铝热焊断裂接头部分出现了同一形式的断裂方式.本文通过宏观断口形貌、断口扫描电镜分析、裂纹源及扩展区域金相观察,以及力学性能测定等手段对断裂接头进行失效分析.分析认为,断裂接头的起裂位置是在轨头下颚与焊筋边缘相交处,通过疲劳裂纹扩展,焊接接头经过一段工作周期后发生脆性断裂.断裂原因主要有PG4淬火轨铝热焊接头硬度的不匹配和焊缝与母材熔合处溢流飞边因素的影响.     

无缝线路曲线段换轨施工中钢轨锯口的精准设置

本文针对无缝线路曲线地段大修、维修换轨施工中长轨条焊接接头设置存在的问题,分析了新轨摆放位置对进轨后无法精准对位,导致钢轨延展或收缩的影响,提出了优化措施和计算公式,有效地解决了无缝线路曲线地段换轨施工中钢轨接头精准设置的问题,提升了换轨作业质量和作业效率,对曲线地段换轨作业有一定的指导意义。     

加快全长淬火钢轨使用步伐形成钢轨使用良性循环

由于全长淬火钢轨强度（硬度）高，在小半径曲线上铺设使用具有明显的减磨作用；由于强韧性好，并且轨头分布有残余压力可显著地提高抗接触疲劳性能；由于具有良好的焊接性能可以提高无缝线路的安全使用性能；淬火加价不到钢轨费用的１０％，而使用寿命却可以提高５０％（直线）和１００％（曲线）以上，因此经济效益大，有着广泛的推广应用价值     

降低50AT尖轨淬火残余应力的振动时效参数研究

研究目的:为研究降低50AT尖轨淬火后残余应力的振动时效参数,本文通过建立道岔直线尖轨有限元分析模型,使用Deform软件模拟出尖轨淬火后的残余应力分布,结合尖轨模态响应得到振动时效参数,并通过盲孔测应力评价方法对比分析模态时效参数与企业时效参数对尖轨振动时效后残余应力的消除效果,最终得到适合降低50AT尖轨残余应力的振动时效参数。研究结论:(1)尖轨轨头中频感应淬火完成后,尖轨轨头、轨腰分布着残余压应力,轨底分布着残余拉应力;(2)基于尖轨淬火后轨底中部残余应力集中、翘曲变形特性,以及尖轨的模态振型,得到支撑点位置、激振点位置及激振频率等振动时效参数;(3)采用本文得到的时效参数对尖轨进行振动时效处理,残余应力的平均消除比率为46. 6%;按照企业时效参数对尖轨进行振动时效处理,残余应力的平均消除比率为28. 8%;本文时效参数下对残余应力的平均消除率是企业现有时效参数下的1. 6倍,且时效时间仅为企业时效时间的1/4,可显著提高生产效率;(4)本文得到的振动时效参数可用于指导50AT尖轨感应淬火后残余应力的降低。     

重载铁路高密度行车条件下轨温变化规律试验研究

通过轨温变化现场测试研究重载铁路高密度行车条件下直线和曲线地段轨温变化规律。试验结果表明:重载列车经过时,钢轨的温度由于受到列车风作用先降低,经过一定时间后升高;钢轨温度增加幅度自轨头、轨腰至轨底依次减小;大气温度不同列车通过时轨温变化也有所差异;列车通过直线段和曲线段的轨温变化趋势基本相同,但是曲线段钢轨的温度要比直线段钢轨温度高2℃左右。     

国产钢轨的性能研究

通过对鞍钢、包钢、攀钢钢轨性能和质量检验结果的分析，研究了国产钢轨化学成分、力学性能、金相组织、非金属夹杂物、低倍组织、轨端淬火等性能指标的现状及其特点，结果表明，国产钢轨的钢质纯净度有了较大幅度的提高，但个别检验样本的轨端淬火质量不稳定、表面质量和尺度精度超标。