高速重載貝氏體鋼軌開發(fā)的應用基礎研究.pdf

1、利用實驗室冶煉、軋制等試驗條件，結合工業(yè)性生產試制，開展了1200MPa強度級別無碳化物貝氏體鋼軌的化學成分優(yōu)化，生產工藝及其適應性，貝氏體顯微組織、鋼種性能及其它們之間關系的研究，進而開展了貝氏體鋼軌接觸焊、氣壓焊、焊后熱處理等焊接性的研究;所開發(fā)貝氏體焊接軌在既有鐵路試鋪，并將其應用在鐵路轍叉翼軌、道岔尖軌上。在上述研究的基礎上，開展了迸一步優(yōu)化貝氏體鋼軌強韌性的研究。上述研究表明:
　　采用無碳化物貝氏體鋼軌的成分及組織設計

2、，實現了貝氏體鋼軌優(yōu)異的強韌性匹配。在C-Si-Mn-Mo成分系列的基礎上，加入0.5％Ni，可以在一定程度上提高鋼中殘余奧氏體穩(wěn)定性，但還不足以取消鋼軌的回火處理;在設計的C、Si、Mn水平上，Mo含量要在0.30％以上。降低終軋溫度、提高鋼軌軋后冷卻速度，可以明顯使無碳化物貝氏體組織板條化、細化，實現更好的強韌性匹配。
　　60kg/m、75kg/m、60AT等不同規(guī)格的貝氏體鋼軌全斷面組織均為無碳化物貝氏體組織，全斷面拉伸性

3、能、硬度、沖擊韌性均勻一致，斷裂韌性遠高于淬火珠光體鋼軌，疲勞裂紋擴展速率達到了高速軌的水平。
　　貝氏體鋼軌鋼高溫塑性滿足連鑄工藝的要求。熱軋—回火—矯直、熱軋—矯直—回火兩種工藝條件下，全斷面組織、性能均勻性變化不大，但熱軋—矯直—回火鋼軌的強度有所提高，韌性有所降低。300℃-500℃范圍內的回火對貝氏體鋼軌強度沒有明顯影響;當回火溫度高于400℃，隨著碳化物的析出，鋼軌的韌性有所降低。熱軋空冷無碳化物貝氏體鋼軌經低溫回火以

4、后，鋼中殘余奧氏體的穩(wěn)定性明顯提高。同樣的塑性變形條件下，即使是在-20℃低溫，低溫回火貝氏體鋼軌中殘余奧氏體穩(wěn)定性也明顯高于未經回火的熱軋空冷貝氏體鋼軌中殘余奧氏體室溫的穩(wěn)定性。鋼軌經多次回火及延長回火時間處理，性能比較穩(wěn)定，雖然熱軋空冷貝氏體鋼軌經在線平立復合矯直以后，軌底中心會產生350MPa左右的矯直殘余拉應力，但在模擬低溫（-40℃）環(huán)境鋼軌運營的疲勞試驗結束后，鋼中殘余奧氏體組織仍基本是穩(wěn)定的。接觸焊、氣壓焊等焊接工藝的研究