高速重載貝氏體鋼軌開發(fā)的應(yīng)用基礎(chǔ)研究.pdf

1、利用實(shí)驗(yàn)室冶煉、軋制等試驗(yàn)條件，結(jié)合工業(yè)性生產(chǎn)試制，開展了1200MPa強(qiáng)度級(jí)別無(wú)碳化物貝氏體鋼軌的化學(xué)成分優(yōu)化，生產(chǎn)工藝及其適應(yīng)性，貝氏體顯微組織、鋼種性能及其它們之間關(guān)系的研究，進(jìn)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(yīng)用在鐵路轍叉翼軌、道岔尖軌上。在上述研究的基礎(chǔ)上，開展了迸一步優(yōu)化貝氏體鋼軌強(qiáng)韌性的研究。上述研究表明:
　　采用無(wú)碳化物貝氏體鋼軌的成分及組織設(shè)計(jì)

2、，實(shí)現(xiàn)了貝氏體鋼軌優(yōu)異的強(qiáng)韌性匹配。在C-Si-Mn-Mo成分系列的基礎(chǔ)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(shè)計(jì)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(wú)碳化物貝氏體組織板條化、細(xì)化，實(shí)現(xiàn)更好的強(qiáng)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(wú)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(yuǎn)高于淬火珠光體鋼軌，疲勞裂紋擴(kuò)展速率達(dá)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(qiáng)度有所提高，韌性有所降低。300℃-500℃范圍內(nèi)的回火對(duì)貝氏體鋼軌強(qiáng)度沒有明顯影響;當(dāng)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(wú)碳化物貝氏體鋼軌經(jīng)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(jīng)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(jīng)多次回火及延長(zhǎng)回火時(shí)間處理，性能比較穩(wěn)定，雖然熱軋空冷貝氏體鋼軌經(jīng)在線平立復(fù)合矯直以后，軌底中心會(huì)產(chǎn)生350MPa左右的矯直殘余拉應(yīng)力，但在模擬低溫（-40℃）環(huán)境鋼軌運(yùn)營(yíng)的疲勞試驗(yàn)結(jié)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