包钢U75V重轨钢夹杂物演变规律分析

为了研究重轨钢冶炼过程中夹杂物的演变规律,以U75V重轨钢为研究对象,通过全流程取样,分析了夹杂物的组分、尺寸、数密度等变化特征。研究结果表明,硅铁等合金中的残余元素对重轨钢中的非金属夹杂物有重要影响。此外,本研究对重轨钢典型夹杂物的演变规律有了明确的认识,有效识别了冶炼各个工序的夹杂物去除能力,并找到了限制性的环节。     

淬火工艺对U75V重轨钢组织及力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、硬度计、冲击试验机、万能拉伸试验机研究了U75V重轨钢轧态及淬火冷速为3℃/s和5℃/s条件下的微观组织、力学性能及断口形貌。结果表明:随着淬火冷速的增加,U75V钢的晶粒逐渐细化,珠光体片层间距减小,其中,轧态U75V钢的晶粒和片层间距最大,而5℃/s淬火冷速的U75V钢晶粒和片层间距最小;随着淬火冷速的增加,U75V钢的冲击吸收能量、硬度等综合力学性能增加。其中,轧态U75V钢轨的冲击吸收能量、硬度及抗拉强度最小,而5℃/s淬火冷速的U75V钢冲击吸收能量、硬度最优且抗拉强度较好。     

终冷温度和保温时间对U75V钢组织及硬度的影响

利用MMS-200热力模拟试验机对U75V钢轨钢进行了热处理试验,研究了不同终冷温度和保温时间对U75V钢的显微组织和硬度的影响。结果表明,570 ℃为U75V钢发生珠光体转变的最佳终冷温度;当U75V钢经终冷温度为570 ℃,保温时间为5 s的等温处理后,所得组织为细小珠光体和少量铁素体,此时U75V钢硬度最高,满足钢轨性能要求。     

重轨钢中夹杂物的分析与控制

钢中非金属夹杂物是造成重轨钢内部损伤及产生疲劳破坏的主要原因,影响着高质量、高洁净度钢的发展.通过查阅重轨钢夹杂物有关文献,对钢中主要夹杂物进行了分析,探究了精炼渣、稀土元素、热处理、合金元素对钢中夹杂物的影响.目前对非金属夹杂物的研究主要集中在对精炼渣成分进行控制的全流程分析上,这也是控制钢中夹杂物最经济的一种方法,...     

简析钙处理对管坯钢中夹杂物的影响

介绍了攀钢集团成都钢钒有限公司对管坯钢中夹杂物的控制情况,对比分析了两种钙处理工艺对30CrMo铝镇静管坯钢中Al2O3、MnS夹杂物的变性效果。分析结果表明,这两种钙处理工艺未使钢中的氧化物和硫化物完全变性,若要达到完全变性效果,须提高钢中有效钙含量。     

不同热处理条件下U75V重轨钢的组织及断裂韧性研究

以U75V重轨钢为研究对象,采用万能试验机、应变仪、扫描电镜等测定和分析其在线轧态和在线热处理态条件下的微观组织、断口形貌及三点弯曲断裂韧性,揭示其微观组织对断裂韧性的影响规律,为研究珠光体重轨钢热处理工艺提供参考。结果表明：U75V重轨钢热处理态和轧态的表面应变变化规律相似,但热处理态U75V重轨钢从弹性变形到塑性变形比轧态滞后;热处理态和轧态U75V重轨钢的断裂韧性K_IC值分别为45.122、42.048 MPa·m^1/2,热处理态的断裂韧性比轧态高;轧态U75V重轨钢断口为解理断裂,而热处理U75V重轨钢为准解理断裂;轧态和热处理态U75V重轨钢的珠光体片层间距分别为272.2、148.4 nm,热处理态U75V重轨钢的珠光体片层细密,存在显著的珠光体团簇,不利于裂纹的扩展,使得热处理态U75V重轨钢断裂韧性高于轧态。     

重轨钢加热过程中MnS夹杂物形态

采用共聚焦激光扫描显微镜对重轨钢铸坯中MnS夹杂在连续升温过程中的变化进行了动态原位观察.结果表明,由于扩散和固溶影响,随温度的升高,MnS夹杂形态不断发生变化.当铸坯的加热温度为600 ～ 870℃或1150 ～ 1200℃时,有利于MnS夹杂的尺寸控制,过高的加热温度会引起MnS夹杂尺寸增大.     

U75V钢轨断件断裂原因分析

随着铁路运输的高速化和重载化,钢轨的伤损日趋严重,传统钢轨损坏形式主要有钢轨局部的磨耗、机车轮空转打滑所产生的踏面擦伤、轨端淬火层的剥落等,列车通过时巨大的冲击载荷易促使这些损伤部位裂纹发展形成轨头横向疲劳裂纹,将降低线路质量,影响行车安全。针对成都焊轨段闪光焊U75V钢轨断件,从宏观和微观两个方面分析其产生断裂的原因,研究钢轨中夹杂物如硫化物、硅酸盐、Al2O3等对钢轨产生断裂的影响。研究表明:本钢轨断件的破坏是由于疲劳裂纹扩展引起的断裂,即钢轨核伤;而疲劳裂纹是由氧化铝及钙铝酸盐非金属夹杂物引起。     

热处理对U76CrRE稀土重轨钢夹杂物和微观组织的影响

选取U76CrRE钢坯进行1100、1200、1300 ℃分别保温1、2、3 h的热处理,使用FEI-QUANTA400型扫描电镜对夹杂物进行了观察,利用Axiovert型蔡司光学显微镜对微观组织进行观察,使用Qness-Q10A+全自动显微硬度计进行硬度测试。结果表明,热处理对U76CrRE稀土重轨钢中夹杂物的作用明显,使夹杂物形状与尺寸都有明显改善,随着加热温度的升高,可以进一步优化MnS和复合夹杂物的形貌和尺寸。在1100 ℃加热时,MnS与复合夹杂物尺寸随着保温时间的增加而减小,形状得到明显改善;在1200 ℃加热时,随着保温时间的增加,MnS尺寸减小,复合夹杂尺寸变大。U76CrRE稀土重轨钢的晶粒随着加热温度的升高明显增大,硬度呈现先减后增的趋势,随着保温时间的增加逐渐减小。在1100 ℃加热时,试验钢中组织皆为马氏体、贝氏体和残留奥氏体,且晶界均不明显;在1200 ℃与1300 ℃保温超过1 h后,试验钢中网状渗碳体明显;在1300 ℃保温1 h时,晶界积碳严重,碳化物未得到有效溶解。在1200 ℃保温1 h时,试验钢中晶粒均匀,晶界明显,组织主要为残留奥氏体与珠光体,组织均匀。     

防脱碳涂层在U75V重轨钢生产中的开发与应用

为解决高碳含量的U75V重轨钢在加热过程中易出现严重氧化及脱碳而影响其力学性能的难题,通过对U75V重轨钢热物性能、脱碳特征的研究,考虑防脱碳涂层在加热过程的热膨胀系数和导热系数,采用以相变温度为分界点的分温度段设计理念,并结合氧化及脱碳特征分析了防脱碳涂层玻璃相、C平衡、固相致密烧结及综合热膨胀系数,有针对性地设计开发了防脱碳涂层。通过实验室实验调整了涂层组分,最后进行了工业现场试验验证。结果表明：所开发的防脱碳涂层在U75V重轨钢生产中的高温加热条件下,绝大多数情况下能保证钢坯脱碳层厚度在100μm以内,基本能实现零脱碳;未使用涂层的U75V重轨钢钢坯脱碳层厚度为270～550μm,大部分脱碳层厚度集中在450～550μm。采用防脱碳涂层,吨钢成本虽增加约16元,但在现有加热介质和加热工艺条件下,有效解决了U75V重轨钢加热过程中的脱碳问题。     

奥-贝合金钢道岔与U75V钢轨闪光对焊接头组织与性能分析

用闪光对焊方法焊接了奥-贝合金钢道岔与U75V钢轨的异种钢接头.对接头的微观组织、显微硬度、冲击吸收功、抗拉强度、疲劳性能进行了试验,分析了正火处理对接头硬度、强度和冲击吸收功的影响.结果表明,奥-贝氏体合金钢道岔与U75V钢轨焊接接头经过900 ℃±20 ℃正火处理后明显改善接头的硬度分布;接头的抗拉强度和冲击吸收功也得到了很大提高;焊缝及热影响区的晶粒细化且分布比较均匀,因而具有优良的综合力学性能.     

U75V钢流动应力的试验研究

针对U75V钢,利用Gleeble-1500热模拟试验机对其在不同温度和应变速率下的流动应力进行试验研究.通过实测数据,分析变形温度、变形速率和变形程度与流动应力之间的关系,确定了U75V钢流动应力的数学模型.对其数学模型进行回归,将理论计算与试验数据进行对比,证明此模型具有良好的曲线拟合特性,可以做为工艺计算和数值模拟的依据.     

U75V钢轨轧后冷却过程弯曲变形演变规律的模拟

利用DEFORM软件定量描述了U75V钢轨轧后不同冷却过程中的弯曲变形的演变规律。结果表明：钢轨冷却过程中弯曲变形不仅受热应力和相变应力作用;而且还受钢轨的不同部位冷速不同、相变进行的程度不同的影响。钢轨空冷过程最终弯曲挠度为0.0913 mm,换算成百米重轨为1.01 m,弯向轨头方向;而以轨头15 ℃/s,轨底6 ℃/s冷速水冷方式冷却时,钢轨最终弯曲挠度为0.044 mm,换算成百米重轨为0.441 m,弯向轨底方向。可见通过控制钢轨不同部位冷速,可使其弯曲变形程度较空冷的小。     

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。     

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。