U68CuCr与U75V钢轨的摩擦磨损行为对比

 通过在MM-200摩擦磨损试验机上轮对滚动摩擦模拟试验,研究U68CuCr、U75V两种钢轨分别与ER8车轮钢轮对滚动摩擦磨损行为。U68CuCr、U75V是相同强度级别,不同硬度的钢轨。结果表明：U68CuCr钢轨硬度略低于U75V钢轨的硬度,但U68CuCr钢轨试样及其ER8匹配车轮的试样的磨耗量显著小于U75V钢轨试样及其ER8匹配车轮试样的磨耗量。同时,U68CuCr钢轨的塑性变形层和白层都比U75V钢轨的厚。     

耐蚀钢轨U68CuCr闪光焊工艺研究

耐蚀钢轨U68CuCr是新研发的钢轨品种,通过对预热闪光焊接工艺研究,制定出100m耐蚀钢轨闪光焊接工艺。根据试验结果可以得出,当焊接热输入量在6 600~6 700kJ,预热达到10次,预热峰值短路电流71.3kA,短路时间3~4s,快闪时间1.2~1.5s,顶锻力达到420kN,顶锻量为11~12mm,焊接总耗时130s,焊接后的钢轨焊头各项性能满足TB/T 1632-2005《钢轨焊接》的要求。按照该闪光焊工艺焊接的钢轨,已在京广铁路上使用。     

880和980 MPa级热轧钢轨曲线段应用性能研究

对铺设在曲线半径为500m铁路的880MPa(U71Mn)和980MPa(U75V/U68CuCr)两种强度级别的热轧钢轨的服役性能进行跟踪,研究了试验段钢轨宏观形貌、光亮带宽度、工作面硬度和廓型的变化规律。结果表明:在相同条件下,980MPa级别钢轨各项使用指标均高于880MPa级别钢轨,在小曲线半径线路上宜选用980MPa级别钢轨。     

U75VHH热处理钢轨研制

采用离线热处理方式对包钢生产的U75V钢轨进行热处理试验研究。结果表明,热处理后钢轨抗拉强度≥1 230 MPa,伸长率≥10%,踏面硬度≥370 HB,组织无异常,为细珠光体。钢轨其它各项性能稳定,满足预期技术指标要求。     

稀土对V微合金重轨钢高温塑性的影响

U76CrRE钢(/%:0.71～0.80C、0.50～0.80Si、0.80～1.10Mn、0.04～0.10V、0.25～0.35Cr、0.02RE)和U75V钢(/%:0.70～0.78C、0.50～0.70Si、0.75～1.05Mn、0.04～0.08V)的冶炼工艺流程为铁水预处理-150 t复吹转炉-LF-VD 280 mm×380 mm连铸,LF精炼后通过喂稀土包芯线加入稀土。对钢的铸坯进行热塑性试验结果表明,加入稀土主要在第Ⅲ脆性区提高V微合金重轨钢的高温塑性,950～1225℃U76CrRE钢和U75V钢的平均断面收缩率Z值分别为83.34%和65.17%,1250℃U76CrRE钢和U75V钢的Z值分别为58%和12%。为防止铸坯出现裂纹,铸坯的矫直温度应≥900℃。     

耐蚀钢轨U68CuCr连续冷却转变研究

在Formastor-F试验机上进行热模拟试验,采用膨胀法测定了耐蚀钢轨U68CuCr临界点及在0.1～5.0℃/s的冷却速度下连续冷却的温度膨胀曲线,结合微观组织和显微维氏硬度分析,采用Origin软件绘制出连续冷却转变(CCT)曲线。试验结果表明,耐蚀钢轨U68CuCr冷却速度不超过0.1℃/s时,可获得索氏体+珠光体组织;冷却速度达到2.0℃/s时,钢中出现马氏体组织;当冷却速度达到5.0℃/s时,得到片间距更细小的屈氏体组织,过冷奥氏体转变为马氏体+屈氏体组织。根据连续冷却转变曲线,为优化耐蚀钢轨轧后冷却工艺提供理论依据。     

耐蚀钢轨U68CuCr铝热焊工艺试验

耐蚀钢轨U68Cu Cr是新研发的钢轨品种,通过对铝热焊接工艺试验,制定出耐蚀钢轨铝热焊接工艺。试验结果表明,采用国产焊剂,轨头预热7 min,预热温度达到880℃,预留轨缝27 mm条件下进行铝热焊,焊接后焊缝组织为珠光体+铁素体,焊缝处抗拉强度Rm为815 MPa,断后伸长率为2.3%,钢轨熔合区冲击功Aku为7.1 J,焊缝布氏硬度为285 HB,软化区宽度不大于20 mm,静弯和实物疲劳性能合格,焊头各项性能满足TB/T 1632-2005《钢轨焊接》的要求。采用闪光焊工艺焊接的这种钢轨,已在京广铁路上使用。     

低焊接裂纹敏感性低碳贝氏体高强度钢板Q800CFE的研发

研发的25 mm Q800CFE钢板(/%:0.04~0.08C,0.20~0.50Si,1.50~1.80Mn,≤0.015P,≤0.005S,0.015~0.060Nb,≤0.30Mo,≤0.03Ti,0.0008~0.0030B;裂纹敏感性指数≤0.23)的冶金流程为铁水预处理-120 t转炉-LF-RH-220 mm CC-轧制工艺。成品板终轧≤850℃,水冷至≤400℃,冷却速度20~30℃/s,并进行530~635℃回火处理。测试了Q800CFE钢板的动态连续冷却转变(CCT)曲线,研究了回火温度对组织和力学性能的影响,以及试验了该钢的焊接性能。结果表明,随回火温度增加,板条组织尺寸增大;在530℃回火时,Q800CFE钢板具有较优的力学性能,抗拉强度≥900 MPa、伸长率≥15%,-40℃夏比冲击功≥100 J;25 mm板室温下预热75℃焊接接头即可防止产生冷裂纹。     

XGZT850高强韧性非调质钻探钢管的研制

通过微合金化成分设计,2 t中频感应炉-680 kg锭-锻轧-φ94 mm×5.2 mm管-冷拔至φ89 mm×5.0mm管-880℃正火的中间试验,和50 t EBT EAF-LF-VD-210 mm×280 mm方坯连铸-轧成φ75 mm管坯-穿孔成φ75mm×5.5mm毛管-冷拔φ70.2mm×5.05mm管-880~890℃正火工业生产,成功开发XGZT850高强韧性非调质钻探钢管（/%:0.35~0.41C,0.20~0.40Si,1.4~1.70Mn,≤0.010P,≤0.010S,0.40~0.60Mo,0.04~0.10V,0.03~0.05Ti）。检验结果表明,钢管的抗拉强度1 029MPa,屈服强度931MPa,伸长率达到13.5%;组织为细小均匀的粒状贝氏体;拉伸断口为韧性断口的特征,冲击断口为准解理+韧性断口。该高强韧性非调质钻探钢管性能满足用户的要求。     

含钒非调质预硬型塑料模具钢48MnV的开发

通过实验室50 kg中频感应炉冶炼试验研究了（/%）:0.36~0.45C,0.42~0.46Si,1.41~1.49Mn,0.11~0.15V非调质预硬型塑料模具钢C、V含量对该钢硬度的影响。并根据回归分析开发含钒非调质预硬型模具钢48MnV（/%:0.45~0.50C,0.30~0.60Si,1.20~1.40Mn,≤0.020P,≤0.020S,0.15~0.20V）以取代调质P20塑料模具钢（/%:0.35~0.40C,0.40~0.60Si,0.80~1.00Mn,≤0.015P,≤0.015S,1.50~1.80Cr,0.30~0.50Mo）。经110炉120t转炉-360 mm×450 mm连铸坯-≤85 mm扁钢轧制-控制冷却速度0.6~1.0℃/s的在线预硬化处理的生产结果表明,非调质48MnV扁钢HRC硬度值为29.5~33.5,满足相关技术条件要求。     

重轨钢连铸凝固末端位置研究及工艺优化

根据武钢第一炼钢厂重轨钢连铸生产条件,建立380 mm ×280 mm方坯凝固传热数学模型,并采用射钉法验证及修正。模拟结果表明,U71Mn和U75V钢的凝固末端各自位于距结晶器液面16.96～21.68 m和16.50～21.17 m;减弱二冷强度或增大拉速,U71Mn和U75V钢凝固终点均会明显后移。根据计算结果,二冷制度由弱冷(0.346 L/kg)改为超弱冷(0.218 L/kg),拉速采用0.7 m/min,应用1～4~#机架轻压下,压下量为5～7 mm,U71Mn和U75V钢凝固终点延长至21 m以上。连铸工艺优化后,重轨钢大方坯中心疏松Ⅰ级内平均合格率由89.64%提高到99.50%。     

U75V重轨钢BD2开坯过程有限元数值模拟和分析

通过ANSYS/LS-DYNA非线性有限元软件对重轨钢U75V(/%:0.70～0.78C、0.50～0.70Si、0.75～1.05Mn、≤0.025P、0.008～0.025S、0.04～0.08V)在BD2轧机于1 200℃开坯5道次轧制过程进行了数值模拟,分析了各道次稳定断面处等效应力、等效应变的分布情况。结果表明,轧件头部、腰部和底部随每道次的变化其应力、应变分布存在差异;稳定截面处轨头、轨腰和轨底各道次应力曲线的分析得出,轨头应力变化最大,最大值达64.8 MPa,提高重轨轨头的屈服强度有利于延长重轨寿命。     

700 MPa级高强热轧双相钢DP700的开发

阐述了在宝钢梅山基地1780热轧机生产线上开发的700MPa级热轧双相钢DP700（/%:C 0.08～0.12,Si 0.08～0.12,Mn 1.30～1.150,P≤0.015,S≤0.005,Cr 0.50～0.70,Ca≥0.0015,Al≥0.015）工艺和性能,该钢板表面质量优良,屈服强度≥400 MPa,抗拉强度≥700 MPa,断后伸长率≥17%（b=20 mm,L₀=80 mm）,扩孔率≥35%,50%存活率的疲劳极限达475 MPa。结果表明,DP700钢是一种具有良好应用前景的新型汽车零部件材料。     

氮含量对U71Mn高速钢轨力学性能的影响

重轨U71Mn钢(%:0.66～0.76C、0.15～0.35Si、1.10～1.40Mn、≤0.030P、≤0.030S)的冶金工艺流程为100 t转炉-LF(VD)-280 mm×380 mm连铸。研究了转炉至中间包各工序[N]及影响因素,氮含量对钢轨力学性能的影响。结果表明,随钢中氮含量由54×10^-6增加至94×10^-6,钢轨的断裂韧性由34.7～38.1 MPa m1/2降至28.1～31.5 MPa m^1/2。LF精炼时将增碳剂由沥青焦改为无烟煤时,钢中氮含量可控制≤64×10^-6,平均氮含量为50.9×10^-6。     

屈服强度750 MPa低合金钢高强度集装箱用钢的开发

设计和开发了屈服强度750 MPa低合金高强度集装箱用钢(/%:0.06～0.09C,0.25～0.35Si,1.60～1.80Mn, ≤0.015P,≤0.003S,0.10～0.20Mo,0.05～0.06Nb,0.09～0.11Ti,≥0.0015Ca,≥0.015Alt)。试验钢的工艺流程为260 t BOF-LF-RH-230 mm板坯连铸-热轧成2～6 mm板。通过Nb-Ti复合微合金化和Ca处理,控制精轧结束温度840～880℃,层流冷却速度≥60℃/s,卷取520～580℃,热轧钢卷的冷却速度≤10℃/h等工艺措施,热轧带钢具有良好的表面质量,组织为细晶铁素体+Nb-Ti碳氮化物,力学性能为上屈服强度760～790 MPa,抗拉强度860～910 MPa,伸长率21%～25%,满足用户要求。     

淬回火工艺对弹簧钢60Si2CrVAT 力学性能的影响

杭钢用80 t UHP DC电弧炉-钢包炉(LF)-200 mm×200 mm连铸及700×1／650×3轧机轧制,生产直径75 mm的Q390B低合金高强度圆钢。LF精炼时控制(％)0．16-0．19C,1．35-1．52Mn,0．03～0．05V,≤0．025S,≤0．025P,喂CaSi线并全程吹氩,连铸采用长水口保护浇注。检验结果表明,钢材具有良好的表面质量、低倍组织,夹杂物≤2．0级,钢的σB 380～465 MPa,σb 545～625 MPa,δ22．0％-28．5％,A_k 98-210 J。