鐵路貨車車軸微合金鋼的研究與開發(fā).pdf

1、鐵路作為傳統(tǒng)的運輸業(yè),其能力和效率直接影響著國民經濟的發(fā)展,在交通運輸中占有主導地位。車軸是鐵路貨車的重要零部件之一,其質量與鐵路運輸安全密切相關。隨著鐵路貨車提速重載的發(fā)展,2008年發(fā)生了“5.29”、“7.21”兩起鐵路貨車冷切軸事故；現(xiàn)有的標準TB/T2945-1999中LZ50鋼已經不能滿足要求。為此,由中國鐵道科學研究院金屬及化學研究所提出了《鐵路貨車新材質車軸技術研究開發(fā)攻關規(guī)劃(征求意見稿)》,目標是提高車軸強度及綜合力

2、學性能,同時其常態(tài)下疲勞性能、腐蝕疲勞性能均應優(yōu)于現(xiàn)有LZ50鋼車軸。
　　 論文研究的目的是通過研究獲得的新材質車軸,其各項指標達到鐵道部的基本要求,且有一定的富余量,滿足大批量生產時控制的要求。
　　 論文首先介紹了國內外鐵路貨車車軸的現(xiàn)狀、微合金化的發(fā)展優(yōu)勢、淮鋼長流程生產線各個主要生產工藝以及車軸坯取樣部位和熱處理制度；其次參照各種文獻確定加入的微合金元素的種類和針對鐵道部對新材質車軸的基本要求,做了一系列的工業(yè)

3、試驗,確定加入微合金的數(shù)量；再次,試制成一爐合格的車軸用新材質鋼坯；將其委托給車軸廠加工成RE2B型和RD2型車軸；通過分析新材質車軸,確認新材質車軸符合鐵道部的要求。
　　 論文的主要結論:由于車軸的斷面較大,且采用鍛制方式生產,所以主要依靠V的沉淀強化而非傳統(tǒng)的控軋控冷工藝對工件的強化；釩的氮化物和碳化物可以在低溫奧氏體區(qū)能充分溶解,對控制奧氏體晶粒不起作用,鈦的氮化物可以在高溫下控制晶粒尺寸,因此,加入Ti控制鋼的奧氏體晶

4、粒度。由于采用轉爐冶煉和RH真空脫氣,導致鋼中的N含量在40PPm-50PPm之間,在奧氏體中形成(Ti,V)N析出相使鋼中有效釩量下降,而且在V-Ti鋼中可能較早地出現(xiàn)了珠光體轉變,這些因素都降低了V的析出強化效果；為了將鋼的強度提高10％以上,并且保證其塑性不變,需要加入V0.030-0.10％和Ti0.020-0.060％；可以添加Cr0.20-0.30％,節(jié)約成本和增強鋼的腐蝕疲勞性能。車軸檢驗結果表明:新研究開發(fā)的鋼的化學成分

5、(質量分數(shù))為C0.50-0.57％、Si0.17-0.40％、Mn0.60.1.00％、Cr0.20-0.30％、Al0.02-0.06％、Ti0.020-0.060％、’V0.030-0.1 O％、S≤0.010％、P≤0.020％、Cu≤0.20％、[O]≤0.0015％、[N≤0.0060％；采用該鋼制造的新型微合金鋼車軸,強度高、塑性好,疲勞性能優(yōu)于現(xiàn)有的LZ50鋼車軸,其各項性能滿足《鐵路貨車新材質車軸技術研究開發(fā)攻關規(guī)劃(