百米U75V钢轨矫直前冷却过程弯曲变形的有限元分析

通过研究百米钢轨冷却的边界条件,采用三维瞬态非线性有限元法计算分析了百米U75V平直钢轨矫直前冷却过程中的弯曲变形变化规律。结果表明,平直钢轨在冷却过程中的弯曲变形是一个循环反复的过程,但钢轨最终是弯向轨头的;在考虑钢轨与冷床摩擦作用的情况下,平直钢轨终冷后,其变形特点是中间平直、两端弯曲,端部弯曲范围约为18 m。     

百米U75V钢轨矫直前冷却过程温度场的有限元分析

通过研究U75V钢轨冷却过程的热边界条件,采用三维瞬态非线性有限元法计算了百米钢轨矫直前845～150℃冷却过程的温度场。结果表明,在冷却过程中的钢轨横截面不同位置的温度下降速率不同,在冷却初期(200～2 000s),每条冷却温度线都出现一个温度降低缓和的"平台"阶段,如轨底边部冷却速度最快,开始相变时间最早;在冷却2 500～3 000s时,轨头、轨腰、轨底中心的温度迅速下降,轨头与轨底边部的温差约5℃,在冷却5 000～7 000s时,各部位温差趋于一致;计算温度值和现场实测值差别小于50℃。     

U75 V钢轨热处理工艺开发

为了提高钢轨的综合使用效益,延长钢轨的使用寿命,河钢邯钢大型轧钢厂引进了余热全长在线热处理生产线。介绍了该生产线工作机理以及调试过程中出现的问题和应对措施。通过优化喷嘴水压及温度等关键参数,热处理轨U75V的各项性能指标均符合TB/T 2344-2012标准要求,并实现了稳定批量生产。     

U75V钢轨时效性能的研究

采用自然时效和人工时效方法研究了温度、时间对性能、成分的影响.结果表明:随着时间增加及温度升高,U75V钢轨存在屈服强度提高而残余应力和氢含量下降的现象,具有一定时效性.屈服强度提高对钢轨的使用性能有利,而残余应力的降低有利于提高铁路运行的安全性.     

稀土Ce对热轧U75V钢轨低温韧性的影响

在实验室进行了不同稀土Ce含量的热轧态U75V钢轨冶炼及轧制,重点针对轧后钢轨低温冲击性能、低温断裂韧性进行对比分析。试验结果表明,热轧态U75V钢轨加入0.0056%稀土Ce后,钢轨常温冲击韧性可提高30%左右,-60℃低温冲击韧性可提高60%左右;钢轨-20℃KIC平均值提高14%左右,钢轨-60℃KIC平均值提高15%左右,稀土Ce的加入进一步提升了热轧态U75V钢轨低温韧性。     

矫直工艺对热处理钢轨残余应力的影响

为了研究钢轨矫直工艺与残余应力的关系,结合ABAQUS有限元分析软件,模拟钢轨矫直过程中钢轨应力应变情况。对多种钢轨矫直工艺方案进行模拟分析,确定最优矫直工艺方案,并结合现场工艺调试的结果进行研究。结果表明：各矫直方案的最小弹性芯均处于第Ⅱ变形区内,所以降低2^#、4^#矫直辊压下量能有效降低钢轨残余应力,并且降低钢轨矫直速度也能有效降低钢轨残余应力。     

调整SMS矫直机矫直工艺降低钢轨残余应力

文章论述了新进德国SMS矫直机矫直工艺的试验过程,从而找出了一组最佳的方案,其目的是在保证钢轨平直度的前提下,调整矫直机的压下量,优化矫直工艺,最终使钢轨内部的残余应力值低标准水平。     

包钢U75V钢轨疲劳及断裂性能分析

通过对新引进MTS810.23系统的熟练使用,对包钢产U75V钢轨的疲劳性能,包括疲劳裂纹扩展速率、轴向疲劳性能及断裂韧性等性能进行了系统的检验分析,试验结果表明:包钢U75V钢轨疲劳、断裂性能满足铁道部标准要求.     

U71Mn和U75V钢轨钢疲劳短裂纹的扩展行为

在扫描电镜下对U71Mn和U75V钢轨钢的Ⅰ型低周疲劳加载和准静态加载下裂纹扩展的过程进行了观察.研究发现,从整体上看材料没有产生明显的宏观塑性变形,属准解理断裂.但从微观上看,裂纹的微观扩展路径曲折、不连续,常伴有分枝裂纹的形成.可观察到局部有韧窝、滑移线等典型的韧性断裂特征.尤其是U71Mn钢轨钢中还伴有局部的撕裂等更强烈的变形.钢轨钢U71Mn比U75V的抗疲劳裂纹扩展性能和韧性略优.     

在线余热淬火对U75V钢轨组织性能的影响

 为进一步掌握在线余热淬火处理对钢轨组织性能的影响关系和机理,采用扫描电镜对热轧态钢轨和在线余热淬火处理后的钢轨进行了全断面的组织观察,利用维氏硬度仪和拉伸试验机对比分析了在线余热淬火对钢轨力学性能的影响。结果表明,在线余热淬火和热轧态钢轨全断面的组织全部为片层状珠光体组织,但淬火轨珠光体片间距明显较小,热轧态钢轨珠光体片间距为0.113~0.284 μm,淬火轨片间距为0.076~0.148 μm。热轧态钢轨全断面显微硬度相差不大,在线余热淬火钢轨显微硬度普遍较热轧态钢轨高。在线余热淬火可以有效提高U75V钢轨性能,热处理后钢轨抗拉强度和伸长率分别较热轧态提高16.6%和20%,有效改善了钢轨的使用性能。     

客运专线钢轨矫直工艺研究

介绍了客运专线钢轨平直度要求,常见钢轨矫直工艺,通过对钢轨矫直工艺的影响因素分析,提出了客运专线钢轨矫直工艺,并探讨了矫直工艺对钢轨质量的影响.     

矫直对钢轨端部规格影响的有限元分析

矫后端头切除长度决定钢轨通长规格波动大小,同时又与钢轨生产成本密切相关.本文对钢轨矫后端头规格变化趋势及变化值用有限元进行了仿真,分析了钢轨矫直后端头存在的矫直盲区、矫直过渡区和完全矫直区长度,以及各区域轨高、头宽、腰厚、底宽和矫直力的变化值.根据仿真分析结果,结合钢轨质量需求生产厂可平衡质量与成本的关系,制定合适的钢...     

矫直过程对H型钢残余应力影响规律的仿真计算

根据实测温度场的数据,模拟了H700×300热轧H型钢在冷却过程中的温度场和残余热应力场分布,对带有初始残余应力的H型钢九辊连续矫直过程进行了有限元仿真,得出了矫直过程对H型钢残余应力的影响规律。     

U75V钢相变动力学曲线测定及热处理工艺研究

用Formastor-F型热膨胀仪测定了U75V钢的相变动力学曲线(CCT与TTT曲线);对该钢轨的热处理工艺进行了初步探讨。结果表明:当冷却速度为0.25~6.00℃/s时,组织以珠光体为主,且随冷却速度增加,组织变细,硬度增大;冷却速度大于6.00℃/s时,组织中开始出现马氏体;当转变温度大于525℃时,组织为珠光体,且随温度减小,片间距变细,硬度增大;当温度降到500℃时,开始发生贝氏体相变。U75V钢热处理时,控制转变温度高于525℃并进行等温转变,冷却速度为2.00~6.00℃/s,获得的珠光体片间距最细,硬度可满足钢轨的性能要求。     

热轧钢板矫直工艺的有限元分析

采用有限元软件ANSYS对热轧钢板矫直工艺进行模拟,研究了钢板同一初始状态下采用两种不同矫直工艺参数模拟后的结果,以及在同一矫直工艺参数下对钢板施加不同初应力载荷的模拟结果.探讨了钢板矫直过程中残余应力的变化情况以及矫直工艺参数与钢板残余应力的关系.模拟结果表明:在矫直过程中钢板表面都要经过拉一压-啦一压-拉的反复弯曲过程;对于纵向残余应力分布不均的通过模拟矫直能够达到明显的改善,并且在上矫直辊增加凸度值对消除横断面上的内应力分布不均是非常有效的.     

矫直引起的钢轨头部变形分析

针对钢轨矫直后轨头各部分展宽量不一样的现象,运用材料力学、弹塑性力学等知识对钢轨矫直过程的应用力及弯曲文矩进行了分析,并对实验室实验钢轨３点弯曲模拟试验结果进行了分析,初步掌握了钢轨矫直过程轨头不均匀变形和表面变形的原因。     

国标60N、75N新廓形钢轨研制

为提高轨头廓形与车轮廓外形的匹配性,保证列车运行安全,延长钢轨和车轮的使用寿命,中国铁道科学研究院推出了铁标60 kg/m、75 kg/m钢轨的新廓形60N、75N钢轨。围绕60N、75N新廓形钢轨研制技术难点,通过采用BD轧机孔型优化设计、U1轧机轨头立辊孔型非对称设计、数值仿真方案优选等技术措施,成功开发出高精度轨头廓形新断面钢轨。     

U75V 75 kg/m钢轨淬火工艺研究

主要介绍了U75V 75 kg/m全长淬火钢轨的生产,包括化学成分的控制,部分淬火工艺设备的重新设计和改造,淬火工艺参数的调整和试验.在大秦线路试铺证明:性能稳定,易于焊接,耐磨性良好.     

120 t BOF-LF-VD-CC流程高品质重轨钢U75V的生产实践

通过对重轨钢U75V的生产过程进行取样分析,研究了实际冶炼过程中重轨钢夹杂物的演变规律和大型夹杂物的控制。研究结果表明:控制铝含量≤20×10^-6,精炼渣二元碱度1.8～2.2,白渣保持时间≥15 min,RH真空度在100 Pa以下保持高真空时间≥15 min,可使钢液中全氧含量降至10×10^-6以下,且铝含量不超过20×10^-6,轧材中基本消除B类和D类粗系夹杂,C类夹杂完全塑性化;中间包钢水过热度按25～35℃控制,中间包钢水平均停留时间(750±30)s、水口插入深度控制在90～110 mm,结晶器液面波动≤±3 mm等措施,可去除钢水中的夹杂物。