加热温度和冷却工艺对重轨硬度及组织的影响

进行了6组对比试验,探究了加热温度和冷却工艺对U71Mn重轨轨头硬度及其组织的影响。结果表明:在820、880、940℃加热温度下,U71Mn重轨轨头经三向喷雾冷却后的硬度值先增加后减小;在相同加热温度(880℃)下,经三向喷雾冷却后的重轨轨头硬度值最大,单向喷雾冷却硬度值次之,而在室温下自然冷却的重轨硬度值最小。     

U71Mn重轨钢组织与高温力学性能研究

在连铸技术发展过程中,铸坯裂纹产生的原因极为复杂,最本质的影响因素是钢的高温力学行为。对重轨钢的强度和塑性随温度变化关系的研究有助于连铸工艺参数的制定,研究了U71Mn重轨钢的显微组织及高温力学性能,并探讨了其热塑性和抗拉强度与温度的关系。结果表明,U71Mn重轨钢的显微组织为珠光体,其热塑性和抗拉强度与温度的关系为重轨钢连铸过程中的矫直温度提供了理论依据。     

加热工艺对重轨钢奥氏体晶粒尺寸与脱碳层深度的影响

热轧高强度重轨钢的珠光体团块尺寸和层片间距以及钢轨表面脱碳层深度对钢轨在磨损和滚动接触疲劳条件下的使用性能具有重要影响.在邯钢采用SMS Meer万能机组轧制100 m定尺超长轨的设备工艺条件下,为了制定合理的U71Mn钢坯加热制度、细化珠光体组织和控制表面脱碳层深度,在实验室进行了加热工艺参数对U71Mn钢轨钢奥氏体晶粒尺寸和脱碳层深度的影响规律的实验研究.实验结果表明:U71Mn钢坯在加热温度升至1050～1150℃而均热时间为35min时,奥氏体晶粒尺寸和脱碳层深度开始有明显增长的趋势,奥氏体晶粒尺寸在120～160μm但比较均匀,有效脱碳层深度增加到0.42～0.61mm;当加热温度升高到1200～1250℃时,奥氏体晶粒尺寸超过180μm并随着保温时间的延长出现显著的不均匀长大,有效脱碳层深度增加到0.81～0.90mm.根据上述实验数据,对邯钢U71Mn钢加热工艺规程提出了优化参数,使热轧钢轨的珠光体组织、力学性能和脱碳层深度满足了国家标准和铁道部标准的要求.     

基于Fluent的重轨淬火风冷过程的数值模拟

借助计算流体力学软件Fluent,对U71Mn重轨淬火过程中的风冷过程进行模拟。将实测换热系数曲线用最小二乘法进行拟合,得到不同温度下重轨的换热系数,从而实现了风冷过程的数值模拟,同时得到了喷风头的流场和重轨在风冷过程中的温度场,对重轨淬火工艺中相关参数的设定具有指导意义。     

动态感应加热消除轨面堆焊热影响区马氏体组织

采用动态感应加热的方法消除了U71Mn钢轨轨面堆焊后热影响区的马氏体组织.通过光学显微组织分析和显微硬度测试对马氏体组织的消除效果进行了识别.结果表明,U71Mn钢轨在冷焊的工艺下,热影响区内会产生裂纹,显微组织为马氏体组织.随着预热和后热温度的提高,马氏体组织的消除效果越加明显.当预热温度为320℃,后热温度为550℃时可以完全避免热影响区内马氏体组织的形成,生成比母材珠光体晶粒细小的索氏体组织,热影响区的硬度分布均匀.     

感应加热工艺参数对30CrMnSiNi2A钢轴件温度分布的影响

在考虑电磁-温度场相互耦合以及固态相变的基础上,利用ANSYS软件对30Cr Mn Si Ni2A钢轴件感应加热过程进行模拟分析,并通过实际温度测量进行验证,实际测量和模拟分析的结果能够很好吻合。探讨了轴件感应加热过程温度分布的一般性规律,并研究了感应加热工艺参数电流密度Js、电流频率f和线圈厚度b对轴件温度分布的影响,为后续30Cr Mn Si Ni2A钢轴类工件局部回火的感应加热工艺参数的选择以及感应线圈的设计提供参考。     

BNbRE钢组织和相变温度研究

研究了BNbRE重轨钢中的夹杂物。采用DIL402C热膨胀仪,分析了BNbRE重轨钢的热膨胀系数;采用Formastor-Digital全自动相变仪分析了BNbRE重轨钢在冷却过程中的相变温度和组织。结果表明:BNbRE钢中MnS夹杂物长度与宽度的比值较小,形成了稀土和硅酸盐的复合夹杂物;BNbRE钢当加热至Ac1~Ac3时,热膨胀系数低于U71Mn钢;BNbRE钢以12℃/S进行冷却时,得到了珠光体和马氏体。     

U71Mn重轨钢中稀土La的作用分析

利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜以及相变仪对含稀土La的U71Mn重轨钢的夹杂物、相变点以及微观组织进行了研究.研究表明,稀土La在U71Mn重轨钢中以夹杂物和固溶物两种形态存在;随着稀土添加量的增加,夹杂物和固溶量均增加,且固溶量增加更显著;添加稀土La后,U71Mn重轨钢的各相变点均有不同程度的下降,对晶粒也有细化作用.     

BNbRE钢组织和相变温度研究

研究了BNbRE重轨钢中的夹杂物。采用DIL402C热膨胀仪,分析了BNbRE重轨钢的热膨胀系数;采用Formastor-Digital全自动相变仪,分析了BNbRE重轨钢在冷却过程中的相变温度和组织。结果表明:BNbRE钢中MnS夹杂物长度与宽度的比值较小,形成了稀土和硅酸盐的复合夹杂物;BNbRE钢当加热至Ac1~Ac3时,热膨胀系数低于U71Mn钢;BNbRE钢以12℃/S进行冷却时,得到了珠光体和马氏体。     

重轨踏面缺陷分析

采用光学金相显微镜和电子探针分析仪等测试方法对U71Mn重轨踏面发纹，缺损和小裂口缺陷进行了分析。结果表明，发防纹缺陷是由方坯表面气孔经高温加热→轧制演变成的。缺损和小裂口则是因重轨踏面局部熔融所造成的。     

基于ANSYS的U71Mn重轨轨头淬火组织场的数值模拟

利用有限元分析软件对U71Mn重轨轨头喷水冷却过程进行数值模拟,拟合出轨头各部分温降速度曲线,并根据求得的轨头各部位实际冷却速度与各组织极限冷却速度对比结果,成功预测了轨头在该参数下喷水冷却得到的组织,对重轨轨头淬火时相关参数的选择具有一定的指导意义.     

EFFECT OF REMOVING HYDROGEN FROM HEAVY RAIL STEEL BLOOMS BY STACK COOLING IN PANZHIHUA IRON AND STEEL COMPANY

The determination of dffusible hydrogen in U71Mn heavy rail steel,and hydrogen diffusivityas well as the hydrogen distribution in the cross section of blooms with stack cooling were stu-died.The results showed that,most of the hydrogen in blooms of heavv rail steel is diffusible,the hydrogen diffusivity in U71Mn rail steel blooms at room temperature is(0.85—1.02)×10~(-6)cm~2/s,after stack cooling,the hydrogen content in bloom will decrease greatly which ishelpful to form the flake-free phenomenon in the heavy rail produced by Panzhihua Iron andSteel Company.     

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.     

攀钢重轨钢初轧坯堆冷的除氢效果

用石腊油法测定了U71Mn重轨钢初轧坯中的可扩散氢和氢在钢中的扩散系数,并通过解剖经过堆垛缓冷的初轧坯,测定氢在断面上的分布结果表明,重轨钢坯中的氢绝大部分均为可扩散氢,室温下氢在U71Mn钢坯中扩散系数为(0.85—1.02)×10~(-6)cm~2/s初轧坯经堆冷后,含氢量大幅度下降,它有助于形成攀钢重轨无白点现象.     

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...     

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.     

U71Mn钢轨闪光焊焊后火焰正火与感应正火接头性能对比

通过对U71Mn闪光焊经火焰正火和感应正火处理后的接头进行拉伸、冲击及硬度试验,对比两种正火方式对上述性能的影响.研究认为感应正火更有利于提高U71Mn钢轨闪光焊焊后接头性能.     

铁路钢轨铝热焊接接头的低温力学性能试验

青藏铁路等低温地区铁路的建设与维护,对钢轨铝热焊接接头的低温力学性能的研究提出了迫切的要求.通过U71Mn和U75V两种钢轨的铝热焊接接头低温拉伸试验,得到了两种钢轨铝热焊接接头各温度下的强度与塑性指标,分析了各指标随温度的变化规律.结果表明,两种钢轨铝热焊接接头的规定非比例延伸强度均随温度的降低而提高,而抗拉强度均随温度的降低而降低;两者的屈强比均随温度的降低而升高,断后伸长率和断面收缩率均随温度的降低而减小,塑性变差,低温冷脆倾向增加;U71Mn钢轨接头的断后伸长率和断面收缩率均较U75V钢轨接头大,塑性更好.在寒冷地区的铁路建设中,宜优先选用U71Mn钢轨及相应的铝热焊接材料.