重载铁路用高耐磨性和抗滚动接触疲劳SP3钢轨的开发

JFE钢铁已经开发出高性能的珠光体钢轨（SP3），用于重载铁路具有优良的耐磨性和抗滚动接触疲劳（RCF）特点。为了获得良好的抗磨损和抗抗滚动接触疲劳（RCF），SP3轨需采取适当的合金设计及最佳工艺条件生产，其中包括热机械控制工艺（TMCP）。轨道SP3表面的片层间距相当精细，达到0．07μM。表面布氏硬度达到420（HB420）或更高。此外，SP3从轨头表面到向下l英寸的深度（25．4毫米的深度）显示超过HB370的硬度。SP3优良的抗磨和抗RCF特点已在美国北部的重载铁路实际的性能测试中得以验证。在试验中，与传统的HB390级热处理钢轨相比．SP3显示耐磨性高出10％，没有出现任何对轨头表面的疲劳损伤，如脱皮和掉皮。     

国外高性能轨钢最新进展

介绍了国外珠光体型和贝氏体型高性能轨钢的最新研究进展,列举了它们的化学成分、工艺参数和力学性能。JFE公司开发了重载铁路用高耐磨性和抗滚动接触疲劳性珠光体钢轨(SP3)。美国通过控制先共析渗碳体和初始奥氏体晶粒尺寸开发了新型珠光体轨钢。印度开发了高耐蚀性Cr-Cu-Ni珠光体轨钢。波兰和美国分别开发了新型空冷贝氏体轨钢。英国利用热力学极限解决了贝氏体钢耐磨性较珠光体钢差的问题,设计出无碳化物的贝氏体钢轨。     

-35℃低温下珠光体/贝氏体钢轨磨损与滚动接触疲劳行为研究

高寒地区铁路钢轨面临着低温服役环境,低温下钢轨的滚动磨损与损伤行为是影响其服役安全的重要因素。通过轮轨滚动接触模拟试验研究了-35℃温度下珠光体（亚共析钢和共析钢）和贝氏体钢轨磨损与滚动接触疲劳（RCF）损伤行为。结果表明,贝氏体钢轨在-35℃试验温度下硬化程度较低,导致磨损程度高于珠光体钢轨,珠光体钢轨中亚共析钢轨磨损程度低于共析钢轨;三种钢轨存在不同程度的RCF损伤,疲劳裂纹主要以小角度（<10°）扩展。磨损和RCF存在竞争关系,磨损较小的亚共析钢轨RCF损伤严重,共析钢轨次之,磨损最严重的贝氏体钢轨RCF损伤最轻微。     

钢轨钢的滚动接触疲劳

钢轨钢的接触疲劳一直为铁路运输部门和研究机构所重视。轮－轨经过长时间滚动接触会导致轨面剥落,产生疲劳。本综述了钢轨钢的滚动接触疲劳特征及其原因,探讨了提高钢轨钢接触疲劳寿命的途径。     

含铜高硅45公斤/米低合金钢轨的试制和生产

武钢于1969年结合我国富有资源,试制成功并生产了含铜高硅低合金钢轨钢。轨型采用我国自己设计的每米重为45公斤的新型断面。这种钢轨不仅强度较大(≥92公斤/毫米~2),硬度高(轨头基体硬度≥280HB),可不淬火使用。而且冲击韧性和塑性良好,同时,还具有一定的耐大气腐蚀性能。新轨型与原有43公斤/米型断面相比,具有足够的稳定性,较大的耐磨性和防疲劳缺陷等优点。各项室内性能检验和铺设使用实践表明:该钢轨各项性能稳定,耐磨耐压耐冲击,接头良好,震动小,线路稳定,列车通过平稳,轨腰轨底腐蚀较轻,是一个优良的钢轨品种。目前已大量生产,用于援建坦桑尼亚——赞比亚铁路和国内社会主义建设。     

包钢出口孟加拉R320Cr钢轨生产技术研究

R320Cr钢是欧洲铁路标准中可用于生产重载铁路用轨的重轨钢种,主要技术指标包括:抗拉强度≥1080 MPa,延伸率≥9％,踏面中心硬度(HB)范围320～360.通过实验室研究,确定了R320Cr钢轨冶炼成分范围、生产工艺及各工序操作要点,工业生产的R320Cr钢轨各项技术指标满足标准技术要求.     

抗表面接触疲劳剥离新型重载机车车轮的开发

踏面剥离是重载机车车轮一种普发性的表面损伤形式,直接关系到车轮镟修频次和使用寿命。基于对实际服役车轮损伤模式的识别,从协调平衡滚动接触疲劳(RCF)与磨损性能的竞争关系着手,在现有高强度级别的碳素钢车轮基础上,通过钒微合金化和与之适配的热处理工艺,开发出高屈强比的新材质机车车轮,研究了其显微组织、力学性能、循环塑性和表面接触疲劳行为。     

特别抗内疲劳的轨头深层淬火高强度钢轨的开发

磨损影响钢轨和使用寿命，可以采用热处理方式获得细珠光体组织来提高强度和耐磨性。对另一个影响钢轨寿命的因素－－内疲劳投降，还没有进行系统的研究。因为内疲劳缺陷会引起钢轨的断裂，从铁路运输安全观点出发，需要采用长期的预防措施。本文阐述诱发轨头疲劳缺陷的因素，从铁路运输安全观点出发，需要采取长期的预防措施。本文阐述诱发轨头疲劳缺陷的因素，还论及非金属夹杂、轨头硬度和轨头研究梯度对轨头内疲劳缺陷的因素，还     

钢轨的抗接触疲劳伤损性能研究

研究了一种与常规的金属材料接触疲劳性能试验不同的,更接近线路钢轨轮轨接触状态的钢轨接触疲劳试验方法,对不同钢轨在车速160 km/h、半径800 m、轴重25 t条件的抗接触疲劳伤损性能进行模拟试验研究.结果表明,在一定的试验(工况)条件下,裂纹萌生和扩展速率较低、磨损量大的钢轨接触疲劳伤损相对较轻.在试验的几种钢轨中1 000 MPa级的U75V热轧钢轨接触疲劳伤损最重.根据各钢轨的接触疲劳伤损特点,1 300 MPa级热处理钢轨适宜在小半径的重载线路上使用,强度和裂纹扩展速率低的钢轨适宜在高、快速线路上使用.     

预热温度对焊接珠光体钢轨钢力学和断裂性能的影响

本文研究了预热温度对开槽焊接珠光体钢轨钢力学、断裂性能、硬度和显微组织的影响。用气体保护金属极电弧填充材料模拟缺陷修复之前,开槽的轨头被预热到200℃,300℃,350℃和400℃。另外一个未预热室温（RT）焊接试样用作对比研究。母材的抗拉强度,屈服强度和断后伸长率分别：1146MPa,717MPa,9．3％。200℃预热时,焊接钢轨的最佳性能指标分别为：l023MPa,655MPa,4．7％。根据这个,最佳的焊接效率为89．2％。母材钢轨的平均断裂韧性K。为127MPa·m 0.5,而焊接接头（200℃预热）最好的断裂韧性为116．5MPa·m0.5。另外,焊缝、熔合线和热影响区（HAZ）的平均硬度值分别为313．5HB、332HB和313．6HB,而母材硬度大约为360HB。200℃预热时焊缝组织主要为贝氏体和针状铁素体相。     

等离子喷涂WC-12Co涂层制备及耐磨耐蚀性研究

采用等离子喷涂方法,在不同送粉量和喷涂距离下制备WC-12Co涂层,研究了喷涂工艺参数变化对涂层显微结构、结合强度、表面硬度及耐磨耐蚀性能的影响.利用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）测试分析了涂层的形貌和成分;利用显微硬度计测定了涂层的显微硬度;利用万能试验机测定了涂层的抗拉强度;利用高速环块磨损实验机测试了涂层的耐磨性能;利用CHI660D电化学工作站和三电极体系测试了涂层的电化学性能.结果表明,喷涂过程中送粉量和喷涂距离的改变对WC-12Co涂层的结合强度和硬度影响显著,喷涂过程中有新相产生,合理喷涂工艺参数的优选可使涂层的抗拉强度和表面硬度显著提高,涂层孔隙分布均匀,耐磨耐蚀性能良好.     

新型高碳马氏体不锈钢的组织与性能

高碳马氏体不锈钢因其高硬度、优异的耐磨性以及适中的耐蚀性,被广泛应用于刀剪行业。主要通过金相,扫描电镜,硬度、冲击韧性、耐磨性能、耐蚀性能以及抗菌性能检测等方法,对新型刀具用高碳马氏体不锈钢6Cr16MoVRE进行微观组织表征与性能研究,并与5Cr15MoV和9Cr18MoV钢对比。研究发现,6Cr16MoVRE的碳化物尺寸细小且分布均匀。相比于另2种材料,6Cr16MoVRE具有高硬度与最佳冲击韧性,良好的耐磨性,优异的耐蚀性。此外,Ag的添加使6Cr16MoVRE具有极好的抗菌性。新型6Cr16MoVRE性能优异,为国内生产高档刀具提供了材料保障,有利于中国刀剪行业转型升级。     

高碳高钼高速钢导辊的研究与应用

导辊是高速线材轧机上的主要消耗工具 ,要求高耐磨性、抗粘钢性和热疲劳抗力。普通奥氏体耐热钢 ,马氏体耐磨钢或耐磨铸铁导辊满足不了上述要求 ,使用寿命短 ,降低了轧机作业率。硬质合金导辊具有良好的耐磨性和高温稳定性 ,使用效果好 ,但生产成本高。高碳高钼高速钢具有硬度高、红硬性和耐磨性好等特点 ,但铸造高速钢脆性大 ,采用RE -Mg -Ti复合变质处理 ,可以改变共晶碳化物的形态和分布 ,使铸造高速钢冲击韧性提高 86 .2 % ,热疲劳抗力和耐磨性也明显改善。变质处理高速钢导辊使用中不粘钢、不破碎、不剥落 ,使用寿命比高Ni-Cr合金铸钢导辊提高 3倍以上 ,接近硬质合金导辊     

加工硬化对1.14C-12.72Mn钢铁路辙叉表面剥落的影响

高锰钢1．14C-12．72Mn铁路辙叉有良好的加工硬化特性，但使用时常因心轨表面龟裂剥落而提前失效。从辙叉断面的分析表明，辙叉表面剥落为腐蚀疲劳失效所致，表面组织中所有的Al2O3和铝酸钙等夹杂物，加工硬化后表面高硬度和产生的致密滑移带降低了高锰钢的耐腐蚀疲劳性能，同时随高锰钢在使用过程表面硬度大幅度提高，使钢的韧性和塑性明显下降，导致辙叉表面剥落。提高钢的洁净度，加入Ni，Cu等耐腐蚀元素和进行微合金化提高钢的抗断裂韧性是防止辙叉表面剥落的主要措施。     

球化组织对AISI 420型钢淬回火特性及耐蚀性能的影响

对比研究了两种AISI 420型钢球化组织的平均粒径和圆整度，并对两种钢材进行了不同淬火和回火处理工艺.然后通过硬度测试、扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）来比较球化组织对淬回火特性的影响，同时借助动电位极化曲线测试和质量分数3.5% NaCl溶液浸泡腐蚀来分析耐蚀性能的差异.结果表明:细小弥散的球化组织在淬火时可以提高AISI 420型钢的C元素的固溶量，提高了其淬硬性，但是会提高残留奥氏体的含量；尺寸更小的退火态碳化物可以使AISI 420型钢的基体在奥氏体化过程中溶解更多的Cr元素，从而使得其在淬回火后基体Cr含量更高，减小贫Cr区产生几率，最终显示出更好的点蚀抗力；更少的大尺寸的未溶碳化物在腐蚀环境中降低了点蚀形核几率，提高了AISI 420型钢的耐蚀性能.所以在250℃回火时，AISI 420型钢耐蚀性好且硬度高，在480℃回火后，耐蚀性最差.      

攀钢1300MPa级重载铁路钢轨开发

通过采用V、Cr微合金化及在线热处理技术,攀钢成功开发出强度级别1 300 MPa,轨型75 kg/m,韧塑性与现有U75V钢轨相当的第四代钢轨新产品。金相组织、常规性能、特殊性能及磨损性能测试结果表明,钢轨各项指标均满足铁道行业相关标准要求,热处理后在踏面下15 mm处的轨头深层硬度仍保持与踏面处相当的硬度值,有利于延长钢轨的使用寿命。应用结果表明,通过总重5亿t后,钢轨服役状态良好,特别适用于重载铁路小半径曲线使用。     

HVAF喷涂La2O3改性WC-20Cr3C2-11NiMo涂层的耐磨耐蚀性能

为进一步提升高质量WC涂层的耐磨性、耐海水腐蚀性和耐海水气蚀性。采用大气超音速火焰喷涂(HVAF)在0Cr13Ni5Mo基体上制备稀土La₂O₃改性WC-20Cr₃C₂-11NiMo涂层。通过显微硬度测试、平面孔隙测试、摩擦磨损实验、电化学实验和模拟海水超声波气蚀实验,测试涂层的显微硬度、孔隙率、摩擦因数、摩擦磨损性能、耐海水腐蚀性能和耐海水气蚀性能,分析La₂O₃对WC-20Cr₃C₂-11NiMo涂层耐磨耐蚀性能的影响。结果表明,改性后的涂层显微硬度提升到1400 HV0.2左右,平均孔隙率降低约48.6%;涂层磨损质量降低约33%,摩擦因数降低约30%,摩擦磨损表面微凹坑和微裂纹明显减少;电化学自腐蚀电位明显右移,电化学自腐蚀电流密度明显减小;涂层的气蚀质量损失减少约20%,气蚀坑洞明显减少和变小。HVAF喷涂La₂O₃改性后的WC-20Cr₃C₂-11NiMo涂层硬度略微提升,致密性、耐磨性、耐海水腐蚀性和耐海水气蚀性得到明显提升,除表面疲劳磨损外,表面摩擦磨损机理从严重磨粒磨损转变为轻微磨粒磨损,气蚀机理主要为流体冲击波侵蚀。     

Effect of RE－Al－N on Structures and Properties of M2 Cast High Speed Steel

M 2highspeedsteel (M 2steel)isamaterialwidelyusedintoolsanddies[1,2 ] .M 2steelischarac terizedbyalongsolidificationrangeandcomplexeu tecticreactions ,whichresultsinsegregationofalloy ingelementsandformationofseveraldifferenttypesofcarbidesduringsolidification[3,4 ] .Forconventionallyprocessedhigh speedsteels ,itisinevitablethatacoarsecarbidenetworkwillbeformedduringsolidifi cation .Coarseprimarycarbidestendtoresultinun evencarbidebandsdistributionafterasubstantialamountofhotprocessing[5] .Ma…     

钛合金表面微弧氧化耐磨和耐蚀膜层的研究进展

微弧氧化是一种直接在有色金属或其合金表面原位生成陶瓷膜的新技术,利用该技术可在钛合金表面生成耐磨和耐蚀性能优良的膜层。介绍了微弧氧化技术及其特点、钛合金表面微弧氧化耐磨和耐蚀膜层的研究进展,并指出了钛合金表面微弧氧化耐磨和耐蚀膜层的应用前景和今后膜层研究的发展方向。