60kg／m贝氏体钢轨接触焊性能研究

贝氏体钢轨是一种新研发的高强度钢轨,其各种机械性能优于目前使用的980 MPa级钢轨.根据贝氏体钢轨母材物理性能和接触焊机特点,采用正交试验的方法研究贝氏体钢轨接触焊性能.试验结果表明,贝氏体钢轨焊接性能良好.可以满足线路使用要求.     

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。     

检定钢轨超声波探伤仪衰减器测量不确定度分析

铁道部部门计量检定规程“钢轨超声波探伤仪”1 993年开始施行 ,至今已近十年 ,钢轨超声波探伤仪检定工作的开展为运输安全做出了贡献。由于TB/T 2 3 40 -93“多通道A型显示钢轨超声波探伤仪技术条件”已于 2 0 0 0年进行了修订 ,2 0 0 1年 5月开始实施。在TB/T 2 3 40 -2 0 0 0中对TB/T 2 3 40-93中的技术要求进行了较大的修订 ,所用试块也作了较多更替。因此 ,铁道部标准计量研究所负责对铁道部部门计量检定规程JJG(铁道 ) 1 3 0 -92“钢轨超声波探伤仪”进行了修订。并按要求给出了“钢轨超声波探伤仪”检定方法的不确定度分析 ,具…     

贝氏体钢轨在道岔中的应用与加工研究

对贝氏体钢轨组织及性能的稳定性等进行了全面的分析,重点对贝氏体钢轨的化学成分、机械性能、金相组织、氢氧含量、拉伸及冲击、硬度和实物疲劳方面进行研究,对高强度低碳贝氏体钢尖轨的跟端锻造、热处理方法等关键的工艺过程进行了研究。通过对同蒲和大秦重载线上道的试验结果证明,贝氏体钢尖轨轨头各项性能指标明显优于珠光体钢尖轨,贝氏体钢尖轨的使用寿命比原来铺设的珠光体钢尖轨提高3倍。由此可见,贝氏体尖轨是道岔尖轨的发展方向。     

秦沈客运专线高速重轨焊接性的研究与实践

高速铁路对钢轨化学成份，物理力学性能及型式尺寸偏差提出了高标准要求，同时也对超长无缝线路钢轨焊接接头提出了高质量要求。本文在进行大量钢轨接触焊工艺试验的基础上，研究了攀枝花钢铁公司模铸PD3钢质和鞍山钢铁公司连铸PD3钢质60kg/m高速重轨的焊接性，使之达到了铁道钢轨焊接行业标准技术要求和铁道部颁发的时速200km用轨技术条件要求。在焊轨基地的焊接生产抽检中，接头质量可靠，性能稳定。     

抗黑斑贝氏体钢轨的开发

贝氏体钢轨的研究和开发结果表明，这种新型的钢轨通过适当地加快磨耗可消除接触疲劳层及可能出现的损伤。鉴于此，我们提出贝氏体钢作为最适宜的等级纲，以防止早期出现的黑斑，延长钢轨的使用寿命。为消除轨头焊接处出现的不平顺，根据磨耗量及轨头检测的结果以及在制造过程中允许的硬度分布，经贝氏体钢钢轨的现场试验结果证实，新型钢轨应用的最合适硬度为260--295HV。在获得的试验结果的基础上，我们提出了贝氏体钢钢轨的技术规范。现场铺轨试验证明，虽然贝氏体钢轨的焊接比标准的炭钢钢轨的焊接要困难些，其焊接仍可达到实际应用的特性要求。     

重载铁路60 kg·m-1贝氏体钢轨试验及应用

为开发适应重载铁路发展和应用的高强高韧高耐磨钢轨,在对60 kg·m-1贝氏体钢轨进行试制的基础上,利用蔡司倒置式光学显微镜、透射电镜及静态液压万能试验机,对钢轨母材和焊接接头的组织性能进行检验,并对钢轨和道岔辙叉翼轨、尖轨进行试铺,系统分析强韧和耐磨性能.结果表明:60kg·m-1贝氏体钢轨的母材组织均匀,基体为无碳...     

滑差对贝氏体钢轨材料磨损行为的影响

通过对磨试验研究接触应力相同时贝氏体钢轨的磨损率、表面粗糙度、硬度,并结合扫描电镜观测到的磨损表面和剖面的形貌特征,分析不同滑差条件下贝氏体钢轨的磨损行为特征和变化规律.结果表明:接触应力为500 MPa条件下,贝氏体钢轨磨损率随滑差的增大而显著增大,滑差由2%增大到10%时磨损率增大了8倍;小滑差条件下的贝氏体钢轨表面较光滑,有少量疲劳裂纹,以滚动接触疲劳磨损为主;大滑差条件下表面粗糙,有疲劳裂纹、剥落坑和表面划擦痕迹,更接近滑动磨损;增大滑差可导致磨损表面加工硬化率偏大;增大滑差对贝氏体钢轨表面的滚动接触疲劳裂纹在深度方向的扩展几乎无影响,且对塑性变形层厚度影响不明显;大滑差可引发亚表面次表层裂纹.     

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。     

辙叉用贝氏体钢的研究进展

辙叉是铁路轨道结构的关键部件之一,在使用过程中受到巨大的交变冲击载荷和接触应力作用,易产生疲劳裂纹,导致剥离掉块等伤损。传统的高锰钢辙叉存在内部铸造缺陷,焊接性差,平均使用寿命约7 000万～8 000万t,不能满足我国铁路高速化、重载化的发展要求。贝氏体钢具有良好的强韧性、耐磨性和抗接触疲劳性,是制造辙叉的理想材料之一。文章系统地总结了国内外辙叉用贝氏体钢的研究现状和发展趋势。英国铁路辙叉以提高冲击韧性为主;美国境内铁路以重载为主,因此着重提高钢轨的强度和硬度,要求其具有高耐磨性;日本的贝氏体钢轨含C量约0. 20%～0. 55%;我国自20世纪90年代开始研究贝氏体钢辙叉,目前贝氏体钢辙叉的平均寿命已突破1亿t。     

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。     

成套焊接工艺下贝氏体钢轨接头组织及性能研究

采用交叉试验的方法制备无碳化物贝氏体钢轨固定式闪光焊接头,对不同工艺条件下钢轨正向载荷敏感区域的金相组织进行观察分析,对贝氏体钢轨焊接过程中合金元素的迁移以及焊接缺陷的出现做出解释,并测定不同工艺条件下接头的拉伸、冲击、硬度性能。结果表明:不同工艺条件下焊缝过热区均由于合金元素迁移出现块状马氏体组织及带状组织;正火工艺后焊缝组织为仿晶界型先共析铁素体+粒状贝氏体相结构,拉伸、冲击性能均有提高,但过热区贝氏体局部重构导致白色微区、带状组织在过热区的体积百分数及分布范围增大;金相视野内焊后及正火后接头喷风工艺令白色微区、带状组织体积分布范围增大。     

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;...     

钢轨现场电弧焊焊接工艺与技术

介绍钢轨现场手工电弧焊接的试验、焊接工艺、相关施工组织过程;并介绍了目前上海铁路局正在开展的“钢轨电弧焊现场焊接技术研究”课题的进展情况。     

低温下铁路钢轨钢材断裂韧度KIC的试验研究

青藏铁路因常常经历-40 ℃以下的低温气候,对于钢轨钢材低温韧性的要求更为严格,因此低温下钢轨钢材安全性能的研究尤为重要.作者对青藏铁路常用的2种钢轨钢材U71Mn和U75V制作的标准三点弯曲试样进行一系列试验研究,对其在20 ℃、0 ℃、-20 ℃、-40 ℃以及-60 ℃环境温度下的断裂韧度KIC进行量测和计算,得到2种钢材断裂韧度随温度变化的基本规律.并结合试验分析结果,对这2种钢轨钢材断裂韧度KIC受温度以及化学成分的影响进行系统分析和讨论.研究结果可供相关专业设计人员参考.     

高温电加热处理对贝氏体钢与U75V钢闪光对焊接头组织与性能的影响

通过静弯、拉伸、冲击、金相和硬度试验,对高温电加热处理前后贝氏体钢辙叉与U75V钢轨闪光对焊接头的组织和性能进行了研究。研究结果表明:高温电加热处理对焊接接头组织和硬度均匀化有良好的作用,且经过热处理后焊接接头的拉伸和冲击性能均得到一定程度改善,满足标准要求,特别是冲击性能得到了显著提高。     

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.     

贝氏体钢轨铝热焊接头缺陷及原因分析

对一种新型的贝氏体钢轨铝热焊接头进行疲劳试验后,在轨头部位熔合区出现大面积的沿晶裂纹。针对裂纹出现的原因进行了扫描电镜、电子探针等分析,分析发现该区域原奥氏体晶粒粗大且会发生奥氏体向高碳马氏体转变,导致不均匀应变,最终在外力作用下,形成沿晶断裂。虽然在熔合区出现了脆性相,但接头的宏观力学性能仍能满足现行铁路标准的要求。特别是在出现了大面积裂纹后,贝氏体钢轨仍能通过疲劳实验,而不出现裂纹扩展断裂。这说明对贝氏体钢轨接头套用珠光体钢轨接头标准不可取,需作适当调整。     

电气电路型断轨监测设备测试方案研究

为保障电气电路型断轨监测设备的性能,对其测试方案开展研究。根据断轨监测设备工作频率范围内的钢轨电气参数,模拟钢轨,搭建仿真环境。通过分析断轨监测设备雷电防护试验和振动与冲击试验端口数量、类型和试验等级选择,以及性能测试中误报率、断轨检出率和断轨报警时间的具体要求,明确测试方案。开展雷电防护试验时,建议通信端口按照TB/T 3498—2018《铁路通信信号设备雷击试验方法》 6.2条“6级：信号设备通信端口与钢轨连接”的试验等级测试;监测主机采用太阳能电池板供电时,不建议对电源端口进行雷电防护试验;开展振动与冲击试验时,根据TB/T 2846—2015《铁路地面信号产品振动试验方法》中的10.1条对监测主机进行振动试验,根据GB/T 2423.5—2019 《环境试验第2部分：试验方法 试验Ea和导则：冲击》的附录A,对监测主机开展冲击试验;在测试误报率和断轨检出率时,应设置多个模拟断轨测试点,牵引回流类断轨监测设备报警时间应保持在5 min以内。     

大秦线贝氏体钢轨伤损情况与探伤工艺的分析探讨

针对大秦线贝氏体钢轨出现的伤损进行统计分析,分类探究了固定闪光焊和移动闪光焊伤损特点及发展规律,对比分析了同钢种铝热焊与不同钢种铝热焊缺陷情况及产生原因,并结合上述伤损情况对探伤工艺进行探讨,提升贝氏体钢轨探伤水平,对贝氏体探伤工作具有十分重要的指导意义。