锰对贝氏体车轮钢组织和力学性能的影响

采用JMatPro软件模拟碳、锰、硅主要合金元素含量(质量分数)的改变对试验钢连续冷却转变曲线和贝氏体等温转变曲线的影响;通过小炉冶炼钢试验,研究锰含量分别为1.5%,1.7%,2.0%和2.2%时对贝氏体车轮钢的组织和力学性能的影响,并与锰含量为2.0%的实物贝氏体车轮进行对比验证。结果表明:锰对抑制高温相变、降低贝氏体转变温度和提高车轮钢的淬透性有显著作用;锰含量高于2.0%时,贝氏体车轮钢自高温空冷过程中可以避免先共析铁素体的出现,且韧性大幅提升;随着锰含量的提高,部分贝氏体组织由粒状贝氏体变为板条贝氏体,强度增大;贝氏体车轮钢理想的锰含量为2.0%左右,实物贝氏体车轮轮辋冷速较慢的芯部未出现先共析铁素体,综合力学性能良好且显著优于现有ER8珠光体车轮,具备一定的实际应用前景。     

新材质重载货车车轮性能研究

针对目前我国重载铁路货车车轮运用情况不佳的现实,为提高车轮抗磨耗性能,同时兼顾车轮抗热损伤性能,研究车轮材质,分别确定辗钢重载货车车轮和铸钢重载货车车轮的材质成分设计方案,并试制出车轮样品.对试制的车轮样品分别进行磨耗性能研究、力学性能与微观组织分析、抗热损伤性能研究.结果表明:试制的辗钢车轮样品抗磨耗性能和强度分别比普通CL60辗钢车轮提高约4O%和25%,铸钢车轮样品抗磨耗性能和强度分别比普通ZL-B铸钢车轮提高约3O%和25%;2种车轮样品的显微组织均为细珠光体与少量沿晶界分布的铁素体;2种车轮的抗热损伤性能均可满足我国重载货车实际运用条件要求.     

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.     

室温下高速车轮钢断裂韧性与冲击韧性的关系

通过紧凑拉伸(CT)实验,测试不同热处理条件下高速车轮钢的室温断裂韧性;在具有不同断裂韧性的CT试样上取样,制成标准夏比V型冲击试样,在室温下对冲击试样进行冲击实验,并对其断裂韧性、冲击试样的断口和显微组织进行观察和分析.结果表明:室温下该车轮钢的断裂韧性和冲击韧性呈线性关系,预裂纹加载断裂和缺口冲击断裂以解理断裂为主;车轮钢中的夹杂物主要为Ti (C,N),在室温条件下对该车轮钢的断裂韧性和冲击韧性基本没有影响.     

我国铁路货车车轮技术发展

我国铁路货车车轮规模化生产发展历经40多年,产品趋于多样化,满足了不同时期的铁路运输需求,新产品新技术也在不断研制开发中。21 t 和25 t 轴重货车的 S 形辐板车轮,采用 LM 磨耗型踏面,设计上取消了车轮辐板孔,消除了应力集中带来的安全隐患。此外,对引进的国外铸钢车轮技术进行了优化设计,降低了车轮自重。近年来,具有完全自主知识产权的贝氏体钢车轮、新型珠光体钢重载车轮、新型超声波探伤、高洁净车轮钢工艺、车轮钢圆坯连铸工艺、抗早期剥离等一系列新材料、新技术在我国铁路贷车车轮技术中得到应用。     

EA4T车轴钢热处理冷却转变特性的研究

本文采用金相分析方法,系统地研究了EA4T钢在不同介质连续冷却、等温冷却下的组织转变。在860℃～920℃加热淬火时,随着加热温度降低,淬火所得的显微组织细小,这种工艺更有利于获得合格的晶粒度;该钢具有很强的贝氏体形成能力,即使空冷也能得到贝氏体组织;此钢在520℃以下等温,可抑制先共析铁素体的析出,得到粒状贝氏体组织,随着等温温度的降低,转变速度加快,在450℃下等温300s就可得到完全的贝氏体组织。     

L—B型制动梁材质Q460E钢中魏氏组织的研究

针对铁路货车L-B型制动梁使用的Q460E钢中出现魏氏组织的问题,选用不同热处理温度和冷却方式组合设计了6个系列试验研究方案,使用金相显微镜、扫描电镜等微观分析手段,研究魏氏组织的形态特征、形成规律和生成机理.在定量计算魏氏组织面积的基础上,建立Q460E钢的力学性能指标与魏氏组织的定量关系,重点揭示魏氏组织含量对Q1460E钢低温冲击性能的影响.研究结果表明:本质上Q460E钢中的魏氏组织是由微合金化元素的碳氮化合物固溶较多区域生成的先析铁素体和其周围珠光体共同组成的混合组织;Q460E钢在正火温度条件下的金相组织是铁素体+珠光体+魏氏组织,没有贝氏体.建议依据研究结果编制铁道行业"铁路用Q460E钢魏氏组织金相检验图谱".     

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...     

车轮钢的化学成分、微观组织对车轮钢力学性能的影响

对国内外5种车轮钢的微观组织、准静态力学性能和疲劳性能进行测试,分析车轮钢的化学成分和微观组织对其准静态力学性能和疲劳性能的影响.结果表明:提高Mn与C元素含量之比以及Ni,Cr和Mo元素总含量,均能明显增加珠光体的弥散度,减小珠光体层片间距;细化奥氏体晶粒尺寸和增加珠光体弥散度,车轮钢的强度、塑性和韧性均有所改善;提高Mn与C元素含量之比有利于改善车轮钢的韧性特别是冲击韧度;车轮钢的疲劳裂纹萌生寿命随着奥氏体晶粒尺寸和珠光体团尺寸的细化而增加;车轮钢试样的化学成分和显微组织对疲劳裂纹扩展速率和疲劳裂纹门槛值的影响很小.     

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。