微合金化钢轨淬火工艺的优化及其疲劳裂纹扩展行为研究

为定量化分析微合金化与淬火工艺、裂纹扩展的关联性,寻找修正钢轨淬火时所产生自回火现象的方法,通过对GGX-G重轨钢和自行开发设计的微合金元素重轨试验钢在8℃/s淬火冷速与8℃/s淬火冷速自回火后展开疲劳裂纹扩展试验,结果表明：未热处理态下,试验钢疲劳寿命优于GGX-G钢11万次;在经8℃/s冷速及8℃/s冷速自回火工艺后,由77万次均提升至107万次,自回火未影响试验钢的疲劳寿命,仍有良好的疲劳性能;淬火后试验钢在Ⅱ区均出现的慢速扩展区,且自回火后试验钢的?K范围更高,微合金化后的钢轨对自回火所造成的疲劳性能降低有着优良的抗性;淬火工艺后的试验钢均优于国标要求,且8℃/s淬火冷速与8℃/s淬火冷速自回火的疲劳断口未见差异,同样表明自回火对试验钢的综合疲劳性能影响甚微,有着良好的抗自回火能力。通过向钢轨中添加一定的微合金元素,不仅提升了淬火后钢轨的疲劳性能,同时也修正了自回火对钢轨性能的影响。     

基于虚拟砂轮的钢轨打磨温度场研究

基于现场钢轨打磨作业方式,建立符合真实砂轮特征的虚拟砂轮,进而建立钢轨打磨过程砂轮-钢轨模型。运用有限元软件DEFORM仿真打磨过程中的钢轨温度场变化,分析钢轨上节点温度的变化规律,并研究不同打磨参数(包括打磨深度、进给速度、砂轮转速)对打磨温度的影响。研究结果表明:钢轨打磨过程中,钢轨经历砂轮的两次打磨作用,磨削区域温度继续升高,热影响区会进一步扩大。钢轨节点温度迅速升高过程中会经历一个小幅降低,然后继续升高达到温度最高点之后再逐渐降低。打磨参数对打磨温度有明显影响,当打磨深度从10μm增加到70μm时,钢轨最高温度从330℃升高至529℃;当进给速度从5 km/h增加至20 km/h时,钢轨最高温度从663℃降低至407℃;当砂轮转速从2000 r/min增加至3800 r/min时,钢轨最高温度从353℃升高至445℃。     

基于ANSYS的U71Mn钢轨激光淬火的温度场分析

针对U71Mn钢轨表面激光淬火的工艺过程,利用ANSYS软件对其进行温度场仿真分析。通过对钢轨进行三维实体建模、模型网格化、细分载荷时间步长和移动热载荷命令流编写等操作,实现了对钢轨表面激光淬火的温度场瞬态仿真。根据仿真分析结果,获得了功率密度均布的矩形光斑作用于U71Mn钢轨所生成温度场的信息。最后通过温度场判断淬硬层的形貌,并对比实际模型的淬火结果验证了分析的有效性。研究结果可为钢轨表面激光淬火温度场仿真分析提供指导,为钢轨表面激光淬火工艺参数的选取提供帮助。     

钢轨型面对重载轮轨匹配关系影响

基于静态接触和动力学分析,研究了两种钢轨型面与LM踏面匹配时的重载轮轨关系行为。结果表明:75kg/m钢轨与LM型面匹配时的最大正压力、剪应力和等效应力均大于60kg/m钢轨的匹配结果;75kg/m钢轨匹配时轮轨接触点较集中,存在两次明显的轮轨接触点跳跃现象;75kg/m钢轨型面与LM匹配时的轮轨横向力、脱轨系数和轮轨冲角均大于60kg/m钢轨匹配的结果,而轮重减载率和轮轨垂向力无明显变化。综合分析认为60kg/m钢轨型面与LM踏面轮轨匹配关系更佳,建议对重载75kg/m钢轨型面进一步优化设计以获得最佳的轮轨匹配关系。     

轴重对PD3淬火钢轨损伤行为的影响

利用MMS-2A研究了轴重对PD3淬火钢轨损伤行为的影响。结果表明:PD3淬火钢轨的磨损率随着磨损时间的增大而减小,随着轴重的增大而增大。PD3淬火钢轨试样表面形貌以剥离为主,且随轴重的增大,表面剥离程度增大,剥离坑的数量和面积急剧增大。PD3淬火钢轨试样表层在轴重作用下产生塑性变形层,层状组织之间容易产生微孔,并发展为微裂纹,导致剥离产生。     

25～500米钢轨全长淬火生产线微机控制系统

２５～５００米钢轨全长淬火生产线微机控制系统内蒙古工业大学李德立，尹岗，陈爱国，刘海伦钢轨轨顶淬火，是提高钢轨使用寿命的最经济、最有效的方法。在国外已有广泛的应用。呼和浩特铁路局工务修配厂于１９８７年建成钢轨全长淬火生产线后，为了进一步提高钢轨淬火工...     

高速铣削淬硬模具钢的切屑变形

使用TiAlN涂层整体圆柱立铣刀,以200～942m/min的铣削速度,对淬硬P20钢进行了高速铣削试验,研究了各种切削速度下的切屑变形。对于淬火硬度为41HRC的P20钢,切削速度为754～942m/min时,形成了带有绝热剪切带的锯齿形切屑;对于淬火硬度为32HRC的P20钢,锯齿形切屑形成的切削速度是848～942m/min;切削速度和工件硬度对切屑变形有着重要的影响。基于切屑纵截面尺寸的微观测量,建立了高速铣削淬硬钢时锯齿形切屑变形的计算模型。结果显示：应变、应变率和锯齿频率随切削速度增大而快速增大,在切削速度为942m/min时,它们分别高达23、107s－1和244kHz。     

钢轨淬火机床的控制系统设计

针对某焊轨厂钢轨淬火机设备陈旧、自动化程度低的现状,提出了一种基于C8051F020控制的改造方案,重点针对钢轨淬火机的控制系统中温度控制模块的硬、软件进行了设计。该方案能够准确控制钢轨的加热温度,从而提高了钢轨热处理质量。     

钢轨淬火线轨头信息在线检测

介绍了钢轨淬火生产线上钢轨轨头信息的在线检测技术.为了克服钢轨材质、温度等因素对检测的影响,采用了"浮动基准比较器"技术.     

GPW-1200Ⅱ型集装箱式气压焊大准重载铁路线上焊的应用与研究

本文通过GPW—1200Ⅱ型集装箱式气压焊设备在大准重载铁路上的实际施工及应用,研究大型气压焊在75kg/m钢轨重载铁路线路带应力线上焊和不带应力线上焊的可行性和施工方法。结果表明:GPW—1200Ⅱ型集装箱式气压焊设备,能够满足重载铁路75kg/m钢轨一次换铺、放散、线上焊的施工要求和焊接接头质量要求;在一个天窗作业时间内,可完成一对75kg/m钢轨线上接头焊接,满足现场施工时间要求;根据现场实际使用情况,GPW—1200气压焊轨机至少能够满足现场锁定轨温差小于10℃的75kg/m钢轨线上应力焊焊接质量要求,确保了焊接区锁定轨温满足线路锁定轨温要求;从型式检验结果及焊接接头使用情况表明其焊接接头质量优良,平直度良好,能够满足大准线重载无缝线路的运营要求。