高速及重载道岔在线热处理钢轨压型跟端的感应热处理

为使高速及重载道岔AT钢尖轨跟端锻造热处理后组织与性能满足最新标准和线路使用要求,采用自主研发钢轨全断面感应加热+喷风冷却生产线,对高速及重载道岔60AT2-U71MnG及60AT1-U75V在线热处理钢轨压型跟端进行了热处理工艺试验,观察了硬化层的显微组织,检测了钢轨化学成分、硬化层深度、表面硬度、断面硬度、抗拉强度、伸长率及疲劳性能。结果表明,60AT2-60 kg/m(U71MnG材质)及60AT1-60 kg/m(U75V材质)在线热处理钢轨压型跟端经热处理后,钢轨轨头中心踏面硬化层深度不小于30 mm,显微组织为索氏体,表面硬度不小于320 HBW,抗拉强度不小于1200 MPa,伸长率不小于11%,表面硬度变化范围小于30 HBW,热影响软化区小于40 mm,弯曲疲劳强度达到200万次不断,各项技术指标均满足相关要求,可满足线路使用需求。     

客运专线道岔尖轨热处理工艺与装备的优化

简述了线路钢轨感应加热、吹风加喷雾两段冷却淬火工艺和道岔AT尖轨轨头感应加热、全吹雾淬火工艺的优缺点。提升和优化了客运专线道岔60D40尖轨轨头中频感应加热、全吹风冷却的SQ工艺。诸如改进了轨头用加热感应器;设计并采用全吹风通用冷却器装置;实现了在线测温及主要工艺参数由PLC触摸屏显示、储存;采用了预弯反变形技术与装置以减少尖轨最终变形。客运专线道岔60D40尖轨热处理后形状检验与性能试验表明,特征断面的加热层形状、硬化层深度、硬度及其分布、显微组织、跟端变形段包括热影响区段表面硬度及其分布、轨头试样拉伸和轴向疲劳性能、轨底中心纵向残余应力,以及线面形位公差等各项质量技术指标,均满足TB/T 1779—1993《道岔钢轨件淬火技术条件》、铁科技[2005]135号《客运专线道岔制造验收暂行技术条件》等要求。     

60AT1-U75V钢轨压型跟端感应热处理

对60AT1-U75V在线热处理钢轨压型跟端进行了中频感应预热+中频感应加热+喷风冷却+喷雾冷却工艺试验研究,分析了热处理后钢轨的硬化层金相组织、踏面硬度、横断面硬度、硬化层深度、抗拉强度及伸长率。结果表明,60AT1-U75V在线热处理钢轨压型跟端经热处理试验后,钢轨轨头中心踏面硬化层深度在16.5~20.5 mm范围,硬化层金相组织为索氏体,且12 mm硬化层深度内钢轨的断面硬度在36~41.0 HRC之间,表面硬度为375~405 HB,抗拉强度Rm大于1242 MPa,伸长率A大于10.8%,可满足TB/T 2635-2004《热处理钢轨技术条件》标准要求。     

在线连续冷却对U75V钢轨组织和性能的影响

研究在线连续冷却热处理工艺对60 kg/m U75V钢轨显微组织、拉伸性能以及硬度的影响。结果表明,在线连续冷却热处理工艺可以有效地细化珠光体片层间距,显著提高U75V钢轨屈服强度、抗拉强度、轨顶面中心线及轨头横断面硬度,一定程度提高钢轨的断后伸长率,有效保证生产质量的稳定。     

重载铁路道岔60AT-PG4尖轨的感应加热

对重载铁路道岔60AT-PG4尖轨进行了感应加热及喷雾冷却工艺试验研究,检测了尖轨的化学成分及不同断面的显微组织和硬度。结果表明,PG4尖轨不同轨头断面硬化层深度在12～40 mm范围,断面洛氏硬度在39～41.5 HRC之间,轨头两侧硬化层深度在9～11 mm范围,断面洛氏硬度在37.5～42 HRC之间,硬化层组织均为索氏体,尖轨轨头踏面硬度平均值为388 HB,均符合TB/T1779—93《道岔钢轨件淬火技术条件》及GFKB014—2009《热处理钢轨技术条件》规定的技术要求。     

R350硬头轨离线热处理工艺试验

用60D40特种断面钢轨制造道岔尖轨,我国过去的制造技术路线是:先机加工轨头变截面,后对轨头感应热处理.实践表明,尖轨轨头工作边平直度很难达到客运专线道岔制造验收暂行技术条件,且生产效率较低.为使其制造路线改造为轨头先热处理后机加工,对60D40钢轨进行了R350硬头轨离线热处理工艺的近百次试验.试验结果表明,表面硬度、断面硬度分布、拉伸性能和显微组织各项质量指标均达到了BS EN 13674-2:2006中R350HT硬头轨欧洲标准的技术要求.本试验为我国道岔制造技术的提升并与国外标准接轨打下了基础.     

不同碳含量对欠速淬火钢轨性能的影响

本文对具有不同碳含量的欠速淬火钢轨的力学性能、断裂韧性、金相组织及硬度进行了对比试验,结果表明,钢轨经欠速淬火后,强韧性及塑性均有明显提高,且淬火硬度越高,不仅耐磨也抗剥离,结合铺设试验,探讨了欠速淬火提高钢轨强韧性能的原因,及其含碳量、硬度与使用性能的关系。     

U71Mn、U75V和U78CrV钢轨在线热处理后性能改善比较

采用强度、硬度测试和金相显微镜及扫描电镜观察,对热轧态和在线热处理态的U71Mn、U75V和U78CrV钢轨的力学性能和显微组织进行分析。结果表明,钢轨的显微组织均为珠光体+少量铁素体,热轧态的珠光体片层间距较大,在线热处理后珠光体片层间距变小,性能得到改善。从强度和硬度指标分析,在线热处理对U75V钢轨的性能改善效果最佳,从强塑积指标分析,在线热处理对U78CrV钢轨的性能改善效果最佳。U78CrV钢轨在线热处理钢轨的珠光体片层间距最小,且具有较好的综合性能。     

焊接工艺对钢轨闪光焊接头性能的影响

在不同热输入和不同顶锻量等焊接工艺条件下,对TB60廓型R260钢轨移动闪光焊接头纵断面硬度、热影响区宽度及拉伸、冲击等性能进行了研究。结果表明,随着焊接热输入的增大,钢轨闪光焊接头热影响区宽度也越大,但纵断面硬度趋于平缓;随着顶锻量的增加,钢轨闪光焊接头纵断面硬度间差值先增大后减小,热影响区宽度基本呈减小趋势;不同顶锻量条件下的钢轨闪光焊接头冲击及拉伸性能相差不大。     

正火工艺对道岔钢轨件跟端压型后性能的影响

对U71Mn、U75V材质道岔钢轨件跟端压型后采用箱式正火和中频正火后的显微组织、硬度分布、拉伸性能等进行分析。结果表明,从加热及保温时间、显微组织、硬度及拉伸性能等方面看,中频正火优于箱式正火。     

U71Mn钢钢轨轨端热处理工艺改进

对钢轨轨端采用加热空冷、加热风冷、淬火 回火3种不同的工艺进行热处理，并对处理后钢轨踏面的组织、性能进行对比分析。结果表明，钢轨轨端采用加热风冷的热处理工艺是可行的，用该工艺处理后钢轨轨端的组织、性能能够满足标准要求。     

热处理状态对45钢QPQ处理后组织及性能影响

研究了45钢经调质及回火处理后的QPQ工艺处理下的组织和性能的变化,用XRD、OM进行相结构和组织观察,同时进行了显微硬度测试、耐磨性试验及极化曲线测试.综合分析表明,经过调质处理其表面硬度增加幅度大,断面硬度梯度变化小,其耐磨及耐蚀性相对较好,更适宜于进行QPQ处理及工程实际使用.     

U71Mn钢轨淬火工艺及装置的改进

针对武钢钢轨踏面硬度不均匀,硬化区硬度呈急剧变化的问题,分析了轨端帽形淬火喷雾冷却工艺及装置存在的弊端,从而采用了喷风冷却工艺,并设计了新型冷却装置.实验结果表明,采用新型冷却装置对钢轨轨端帽形进行喷风冷却淬火,钢轨性能可满足标准要求.     

���ػ��ֹ캸�ӽ�ͷ����ԭ�����

 针对焊接接头不能通过落锤检验问题,对钢轨母材和焊接接头进行取样,采用SEM、硬度、冲击、拉伸等分析方法,对比母材和焊接接头相同部位的断口微观形貌、金相组织、硬度、冲击性能和拉伸性能;采用网格法对夹杂物进行计量分析。结果发现,母材基体存在元素偏析,母材和焊态钢轨里存在大量分布极不均匀的非金属夹杂物;母材硬度波动大、冲击性能低、强度高、韧性差;采用正常焊接工艺所得到的接头力学性能有所提高,但品质不稳定;局部夹杂缺陷是引起钢轨断裂的本质原因。     

采用药芯焊丝堆焊修复后的钢轨组织性能

随着铁路运输的高速、重载化,钢轨的伤损日趋严重,过去采用焊条对伤损钢轨进行堆焊修复,已总结出了成套技术并趋于成熟。但对使用自保护药芯焊丝进行堆焊修复钢轨的研究较少,针对在线钢轨的焊接特点,选用牌号JDHB-1的自保护药芯焊丝作为钢轨堆焊修复的材料,在实验室条件下对攀钢生产的U75V钢轨进行了堆焊修复工艺试验,进行了堆焊层的组织、性能等试验研究及超声波探伤。研究表明,采用JDHB-1自保护药芯焊丝进行在线钢轨堆焊修复,满足铁道部标准TB/T1631-2002(钢轨电弧焊补技术条件)对硬度、组织、冲击性能的要求,且堆焊层的透声性能与母材接近,因此堆焊层具有优良的综合机械性能,采用自保护药芯焊丝冷焊修复伤损钢轨具有可行性。     

U74钢轨强化处理工艺的开发

开发了U74钢轨风．水双介质冷却工艺,研究了钢轨采用该工艺后的组织与性能。结果表明,采用风压0．15MPa、水量75L／h、冷却时间50～55s的工艺后,钢轨具有良好的综合力学性能和组织结构,满足铁道行业标准要求。     

钢轨焊接接头冲击吸收功统计与分析

统计与分析了U71Mn和U75V系列钢轨接头的室温冲击吸收功性能及规律,系统全面地了解了钢轨焊接接头冲击性能特点,可为焊接工艺制订规范和质量控制提供参考依据。统计与分析结果表明:铝热焊、移动焊、固定焊和气压焊接头冲击吸收功的平均值分别为4,14.1,13.8,14.1 J,铝热焊接头的韧性最差,闪光焊和气压焊相当;不同焊接方法不同系列钢轨(除气压焊外)的冲击吸收功平均值轨头轨底轨腰;气压焊接头冲击吸收功平均值轨底轨头轨腰;轨腰由于脆性夹杂物、疏松、偏析等缺陷原因冲击吸收功最低。U71Mn和U75V系列钢轨焊接接头全断面各部位的冲击吸收功变化规律相似,距离钢轨断面对称中心线越近,冲击吸收功越低。     

贝氏体焊条直接堆焊修复铁路钢轨特性研究

为了解决传统焊条在堆焊铁路钢轨时焊前必须预热、焊后进行热处理等不足,本文采用自制的见氏体焊条对U71Mn钢轨进行直接堆焊修复,分析研究了在不同的电流下直接堆焊钢轨其组织、性能的变化。实验研究表明：采用贝氏体焊条,焊前不需预热、焊后不要热处理;焊条的工艺性能好,焊缝成形好;堆焊层组织主要是贝氏体,在100A的焊接电流下得到的组织最细小均匀;熔合线处的硬度值最高;堆焊层的硬度比熔合线处的硬度低。比热影响区的硬度高。     

淬火工艺对履带板钢ZG31Mn2SiREB冲击性能的影响

以履带板钢ZG31Mn2SiREB为研究对象,通过分析不同淬火工艺下的微区成分及显微硬度,研究淬火工艺对其冲击性能的影响。结果表明,淬火温度越高,试样断面上的微区成分和显微硬度愈加均匀,说明ZG31Mn2SiREB在较高温度下淬火后冲击功较高,是由于其成分及组织更加均匀造成的。     

出口R350HT热处理钢轨试制

为了保证出口钢轨R350HT的硬度和强度指标达到设计要求,对钢轨的成分进行了优化,使轧态轨性能有较大提高.电淬火车间主要对钢轨加热温度、钢轨行走速度、喷风时间、喷雾压力等参数进行调整,确定了合适的淬火工艺.通过批量生产,生产出的淬火钢轨抗拉强度平均1235 MPa,踏面硬度平均385 HB,横断面布氏硬度满足用户要求.