U71Mn钢轨踏面剥离掉块缺陷分析

U71Mn钢轨在铁路曲线线路外轨使用一段时间后,在钢轨踏面上出现不同程度的剥离掉块缺陷。对产生缺陷的钢轨进行性能检验的结果表明:钢轨的化学成分和氢氧含量、拉伸性能、脱碳层、金相组织、非金属夹杂物和踏面硬度等均满足TB/T 2344-2012标准的要求,因此剥离掉块缺陷的产生与钢轨自身质量没有直接关系。对缺陷特征进行分析的结果表明:出现在曲线线路外轨踏面工作边轨距角圆弧区域的剥离掉块是一种典型的滚动接触疲劳伤损,这主要是由于轮轨长期在此区域接触导致该区域接触应力过大所致。通过改善轮轨匹配关系使轮轨形成共形接触,合理进行预防性和校正性打磨,并严格执行钢轨分级使用规定,可以有效预防和减轻钢轨剥离掉块缺陷的产生。     

地铁线路钢轨表面横向裂纹及掉块伤损原因分析

地铁线路钢轨使用1.5～2.5年后在表面产生横向裂纹及剥离掉块伤损。对地铁线路钢轨性能以及伤损的特征分析表明,该伤损是一种滚动接触疲劳伤损,主要原因是钢轨表面长期处于潮湿状态,轮轨之间的摩擦系数变小,造成钢轨表面塑性变形层内微裂纹萌生后的发展速度大于钢轨磨耗速度,裂纹向钢轨内部扩展;液体侵入裂纹内形成挤压效应,加速裂纹的发展,从而在钢轨表面产生横向裂纹并快速发展成掉块伤损。在裂纹发展初期对钢轨进行预防性打磨,并保持地铁环境的干燥,可有效预防和减轻钢轨表面横向裂纹及掉块伤损的产生和发展。     

全长在线热处理钢轨生产工艺研究及产品开发

针对宝钢股份武汉钢铁有限公司全长在线热处理钢轨生产工艺研究及产品开发情况,通过实验室研究,结合自身工艺装备和环境温度特点,提出一种风温可控的钢轨喷风冷却工艺。在此基础上完成热处理钢轨生产线建设,形成整套在线热处理钢轨生产工艺技术,成功实现60 kg/m U75V、60 kg/m U71Mn、50 kg/m U71Mn及出口R350HT 54E1在线热处理钢轨的批量生产。实践表明,该工艺及装备运行稳定可靠、产品各项性能控制稳定,均满足相关标准要求。     

U75V钢轨锯切断裂原因分析

针对从U75V钢轨顶面垂直锯轨至接近轨底处时,轨腰下部及轨底出现垂直断裂的现象,通过对锯切断裂钢轨断口进行宏观观察、微观扫描和金相组织检验,并采用有限元仿真方法对钢轨锯切过程中和采取不同支垫方式的受力进行分析,研究钢轨锯切断裂产生的原因并提出预防措施。结果表明:裂纹起源于钢轨轨腰三角区、夹角为45°锯切休止痕的中间位置;因支垫方式不当,锯切到断口位置时,由重力作用引起的锯口局部区域应力值大于钢轨的拉伸强度,锯口表面裂纹尖端应力强度因子(57~140 MPa·m~(1/2))远大于钢轨母材的断裂韧性(36.6 MPa·m~(1/2)),导致钢轨瞬时开裂;通过在钢轨重心位置处进行支垫的方式可消除重力引起的钢轨变形,有效避免锯切时的断裂现象。     

P60N型钢轨的地铁服役效果试验研究

针对武汉地铁钢轨伤损现状,开展了在地铁运行环境下P60N型钢轨对轮轨接触关系及轨面状态改善的实践研究。跟踪观测了武汉地铁2号线小半径曲线P60N型钢轨和3号线仿形打磨成的P60N型钢轨服役周期内的状态。数据表明：相较于P60型钢轨,P60N型钢轨的轮轨接触面光洁、无剥离掉块伤损、光带分布合理、磨耗速率较小,达到了预期的效果。建议新建地铁线路或大修换轨施工中推广采用P60N型钢轨,以延长钢轨的服役年限、降低维护成本。