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。     

现场钢轨焊接接头热处理设备研制及工艺研究

摘 要:研制的现场钢轨焊接接头热处理设备具有中频感应加热、喷风冷却和钢轨纵向锁定功能.对U71Mn和U75V钢轨闪光焊接头的工艺试验结果表明,接头与母材轨顶硬度匹配良好,焊缝晶粒度由1～2级提高到8级,冲击功提高3倍.     

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。     

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。     

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。     

重载线路用新型钢轨闪光焊质量研究

随着高速铁路及重载铁路的快速发展,对钢轨及钢轨焊接接头的质量提出更高的要求。为提高钢轨强度和硬度,攀钢研发出PG5(U95Cr)过共析钢轨,包钢研发出U20Mn贝氏体钢轨。使用GAAS80/580闪光焊机和感应热处理设备开展焊接及热处理试验,并进行落锤、硬度、冲击、拉伸、疲劳、静弯及金相等各项性能检测。结果表明,接头各项性能指标满足TB/T1632-2014标准要求,接头质量良好。     

U76CrRE钢轨热处理过程组织控制及性能

通过对U76CrRE钢轨热处理时的冷却工艺进行优化,消除了钢轨脱碳层中的异常上贝氏体组织。对异常组织产生的原因进行了分析,提出了U76CrRE钢轨的最佳热处理工艺。在分段冷却过程中,U76CrRE钢轨的强冷介入温度在568 ℃。钢轨内部相变潜热与表面急冷层容易在钢轨脱碳层内形成等温层,是异常上贝氏体组织产生的温度条件;同时,钢轨近表面晶界处严重脱碳为上贝氏体组织形成提供了化学成分条件。U76CrRE钢轨的最佳热处理工艺为淬火开冷温度780 ℃,淬火时间120 s(20 s+100 s),淬火终冷温度控制在410 ℃,返温温度控制在540 ℃。     

U74、U71Mn、U75V、U76NbRE钢轨欠速淬火性能研究

通过热模拟试验，对U74、U71Mn、U75V、U76NbRE钢轨钢欠速淬火的硬度、冲击性能进行了分析，讨论了钢轨欠速淬火后的抗压、断裂韧性、疲劳、抗磨耗性能。结果表明，欠速淬火钢轨的性能达到或超过了进口淬火钢轨的性能指标。     

烟大轮渡火车舱钢轨与船舶甲板的焊接

U71Mn钢轨与船舶甲板(A3板)之间的物理性能与化学成分差距很大,U71Mn的碳当量很高,其可焊性很差,当U71Mn与船舶甲板焊接时由于钢轨和船舶甲板的线膨胀系数差距很大,在焊接应力的作用下,其角焊缝极易出现裂纹.通过对钢轨与船舶甲板角焊缝工艺的研究,解决了U71Mn钢轨与船舶甲板相焊时,角焊缝易出现裂纹的问题.     

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。     

贝氏体钢辙叉与U71Mn钢轨的焊接

采用 Gleeble 热模拟试验技术,确定贝氏体辙叉钢与 U71Mn 钢轨钢电阻对焊时热影响区的温度场分布及顶锻压力工艺参数;利用该参数在小型闪光焊机上进行小试件焊接试验,确定闪光焊接试验参数;利用 Gaas-100 次级直流闪光焊机对贝氏体钢辙叉与 U71Mn 钢轨进行整轨实际焊接,分析焊接接头拉伸、冲击、硬度分布等力学性能以及其组织结构.结果表明,贝氏体辙叉与钢轨闪光焊接的最佳顶锻压力为 30 MPa 左右,其焊接热影响区很小,焊接接头各项力学性能均达到了铁道部有关标准要求,贝氏体钢辙叉与 U71Mn 钢轨采用闪光对焊直接焊接是可行的.

Abstract：

The temperature field distribution of heat-affected zone (HAZ) in weld joints of bainite steel and U71Mn steel and the technical parameters of upset pressure of flash butt welding were determined by using the Gleeble thermal simulation test technology.After some small specimens of bainitic crossing steel and U71Mn rail steel were welded with a miniature flash butt welder by using the results of the parameters to determine the technical parameters of flash butt welding experiment, bainitic steel crossing and U71Mn steel rail were practically welded with Gaas-100 direct current flash butt welder. The mechanical properties, including tensile toughness, impact test and hardness,and the microstructure of welded joints were analyzed. The results show that the best upset pressure of flash butt welding is about 30 MPa, which the HAZ is very small, and the mechanical properties of the welded joint comes up to the standard of the Ministry of Railway. The welding bainitic crossing steel and U71Mn rail steel by flash butt welding is completely feasible.     

调质工艺对3Cr2Mo钢组织和性能的影响

通过洛氏硬度和冲击试验以及OM、SEM和TEM组织观察,研究了不同热处理工艺参数对塑料模具用3Cr2Mo钢显微组织和力学性能的影响,分析不同热处理工艺条件下3Cr2Mo钢塑性、硬度以及冲击韧性的变化规律.结果表明:3Cr2Mo钢经850～920 ℃×1 h油淬,获得细小板条状马氏体组织,合金元素充分溶解;经570～630 ℃空冷回火,碳化物细小弥散分布得到均匀稳定的回火索氏体组织,其硬度达到较佳的使用范围(28～36 HRC),且具有较好的强韧性配合,能够满足塑料模具钢使用要求.     

30CrNiMo超高强度钢板硬度不合格原因分析

通过对30CrNiMo超高强度钢板进行化学成分分析、金相高倍组织观察、力学性能和硬度测试以及热处理等一系列检测试验，结合钢板基材的退火热处理过程对成品钢板硬度不合格的原因进行了分析。分析结果表明：钢板基材采用氢气还原气氛进行高温长时间退火处理，在钢板边缘形成较深的表面和内部脱碳，是导致成品钢板硬度不合格的主要原因。     

稀土对低铬铁素体不锈钢组织与力学性能的影响

本研究尝试在低铬铁素体不锈钢中加入稀土，以改善合金的力学性能。利用金相组织观察、扫描、透射电镜分析、拉伸、冲击、硬度、热处理检测等方法，研究了添加稀土以及热处理对合金组织及力学性能的影响。结果表明，稀土的加入使不锈钢的塑韧性和强度、硬度都有所提高；热轧态组织中存在马氏体，经热处理后，马氏体消失，晶界碳化物分布弥散：冲击断口呈现韧性断裂，钢的冲击韧性大约提高两倍。     

U76CrRE重轨钢热处理工艺优化及力学性能分析

通过在连续冷却的在线热处理工艺基础上进行工艺优化,研究了等温处理工艺对U76CrRE重轨钢微观组织和力学性能的影响。结果表明,相变前的冷却速度、等温温度和等温时间共同影响U76CrRE重轨钢的组织和力学性能。在相变前8 ℃/s的最佳冷却速度下,等温温度越低、等温时间越短,获得的珠光体越细小;U76CrRE重轨钢的抗拉强度随着等温温度的降低、等温时间的缩短而增大;560 ℃×30 s等温处理是U76CrRE重轨钢的最优热处理工艺,其综合力学性能最好,抗拉强度为1370 MPa,硬度为390 HBS,断后伸长率为9.33%,断面收缩率为41.32%,冲击吸收能量为4.4 J。     

PMS钢在精密复杂塑料模具中的应用及热处理

简要分析了精密复杂模具热处理变形及硬度问题,介绍了PMS钢的性能及特点,该钢固溶后硬度低便于机械加工,成形后时效,模具硬度提高,减少了模具热处理变形,是精密复杂塑料模具最佳模具材料,并介绍了PMS钢的热处理工艺及应用。     

低合金耐磨钢破碎机板锤的研究

叙述了低合金抗磨钢的化学成分、热处理工艺对硬度和冲击韧性的影响。该技术采用微合金化,利用正交试验设计方法,对不同成分搭配的试样进行宏观硬度和冲击韧性测试,优化了合金成分。实验结果表明:合金的硬度HRC>50,冲击韧性kα>30 J/cm2。该抗磨钢同高铬铸铁、高锰钢等抗磨材料相比,具有生产成本低的特点,可以代替高锰钢生产破碎机板锤、球磨机衬板等耐磨件。     

高强韧热作模具钢SR19的组织与力学性能

通过冲击试验、硬度测试、显微组织观察和断口分析研究了不同淬火、回火工艺对SR19热作模具钢微观组织及力学性能的影响,并与H13钢进行了对比。结果表明:960~1060 ℃温度范围内淬火时,SR19钢的硬度比H13钢高3~4 HRC;在高于540 ℃回火时,相同温度下SR19钢的硬度比H13钢要高0.5~1.0 HRC,且SR19钢回火后的冲击吸收能量比H13高40~50 J。增Mo加W增加了纳米析出相的数量,提高了抗回火软化能力和冲击性能。SR19钢的最佳热处理工艺为1020 ℃油淬、560~600 ℃回火,此工艺下的硬度为50.9~54.8 HRC。     

焊后低温热处理对马氏体不锈钢组织和性能的影响

对ZG06Cr13Ni4Mo马氏体不锈钢进行了焊后低温热处理工艺试验(240、300 ℃),通过显微组织分析、拉伸及弯曲试验、硬度试验及残余应力测试对不同低温热处理下焊接接头的显微组织、力学性能、硬度和残余应力等进行了研究。结果表明,经低温热处理后,接头焊缝热影响区组织为回火马氏体及碳化物,接头焊缝区的组织为低碳马氏体+块状马氏体+碳化物,接头的抗拉强度变化不大,硬度略有下降,经240 ℃低温热处理后,焊接接头焊缝处的残余应力消除了69.1%。