国外钢轨余热淬火工艺的发展

1 钢轨余热淬火工艺利用钢轨轧后余热进行快速冷却可生产高强高硬度普通碳素钢和低合金钢轨。为此,国外在对冷却介质、冷却机组和和控制系统进行研究的基础上,制订出各具特色的淬火工艺,并相应建成了各种生产线。目前主要有以下几种。     

钢轨全长欠速淬火模糊控制系统设计与实现

对钢轨进行全长欠速淬火是提高其使用寿命的主要途径.为了保证淬火钢轨质量的稳定,提高淬火钢轨的一级品率和成品率,设计出钢轨全长欠速淬火模糊控制系统,对钢轨淬火过程进行自动控制.该控制器综合了模糊控制和PID控制的优点,具有超调小,响应快,鲁棒性强等特点.应用结果表明,该控制器使得淬火钢轨的一级品率与成材率大大提高,具有推广应用价值.     

不同碳含量对欠速淬火钢轨性能的影响

本文对具有不同碳含量的欠速淬火钢轨的力学性能、断裂韧性、金相组织及硬度进行了对比试验,结果表明,钢轨经欠速淬火后,强韧性及塑性均有明显提高,且淬火硬度越高,不仅耐磨也抗剥离,结合铺设试验,探讨了欠速淬火提高钢轨强韧性能的原因,及其含碳量、硬度与使用性能的关系。     

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。     

钢轨"喷风"淬火工艺的应用

钢轨“喷风”淬火工艺[1]采用压缩空气作为淬火介质,淬火冷却均匀性好,而且不受钢轨表面状态对淬火质量的影响,便于生产管理.尤其是加入侧面喷风冷却装置后,硬度分布更合理,有利于提高淬火钢轨抗侧磨能力.线路铺设结果表明,＂喷风＂淬火钢轨比＂喷雾＂淬火钢轨具有更好的抗剥离性.根据目前国内淬火线生产状况,专家提出采用＂喷风＂对原有的＂喷雾＂淬火生产线进行改造.     

P65淬火钢轨的闪光焊接性

就我国首批进口的俄罗斯全长油中整体淬火钢轨接触焊的焊接工艺参数优化进行了大量的试验研究工作,在此基础上优选出一组实用的工艺参数,通过了各项性能检验,并在铁路运营线路上铺设使用。     

U71Mn钢轨淬火工艺及装置的改进

针对武钢钢轨踏面硬度不均匀,硬化区硬度呈急剧变化的问题,分析了轨端帽形淬火喷雾冷却工艺及装置存在的弊端,从而采用了喷风冷却工艺,并设计了新型冷却装置.实验结果表明,采用新型冷却装置对钢轨轨端帽形进行喷风冷却淬火,钢轨性能可满足标准要求.     

重轨淬火过程中的温度场模拟

重轨热处理温度及气冷温度对重轨淬火质量的提高有直接的影响。利用ANSYS有限元软件建立重轨温度分布模型,并对其淬火过程中的温度场进行了模拟计算,分析重轨淬火过程中重轨内部温度变化情况。研究结果表明,模拟结果与实测结果吻合较好;根据重轨温度场的变化规律,控制喷风时间,最终得到理想的索氏体组织。     

重轨淬火过程中的温度场模拟

重轨热处理温度及气冷温度对重轨淬火质量有直接的影响.利用ANSYS有限元软件建立了重轨温度分布模型,并对其淬火过程中的温度场进行了模拟计算,分析了重轨淬火过程中重轨内部温度变化情况.研究结果表明,温度的模拟结果与实测结果吻合较好,为下一步研究重轨应力场奠定了基础,对重轨淬火工艺和生产工艺具有重要指导意义.     

钢丝水浴淬火技术探讨

介绍了钢丝水浴淬火的原理和淬火介质聚丙烯酸钠(ACR)的特性。结果表明,经ACR水浴处理的钢丝力学性能比较稳定,奥氏体化温度较高的钢丝经水浴处理后抗拉强度较高;经ACR水浴和铅浴淬火处理的钢丝组织以索氏体为主,但ACR水浴处理的钢丝中铁素体较铅浴处理后的要多,抗拉强度比铅浴处理后的低30 MPa。     

层流等离子体点状淬火面积比对轮轨材料磨损性能的影响

目的 运用层流等离子体点状淬火工艺,提高轮轨材料的耐磨性,并探究最佳的表面处理面积比率.方法 采用层流等离子体点状淬火方式,对高速轮轨材料进行表面处理,利用MJP-30型滚动接触磨损试验机,对4组不同点状淬火面积比(0％、15％、30％、45％)的轮轨试样进行滚动接触磨损试验,利用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、硬度计等对轮轨试样进行磨损形貌表征和耐磨性分析.结果 层流等离子体点状淬火可获得板条状马氏体组织,轮轨材料表面硬度提升200％以上,磨损率降低80％以上.当面积比为30％时,轮轨材料的磨损率最小,相比于未处理试样,总磨损率下降约89.2％,车轮的磨损率降低约89.6％,钢轨降低约88.7％.对磨损试验后的轮轨试样进行表面损伤分析和截面显微组织观察,结果表明,点状淬火试样表面损伤显著减轻,剥离和裂纹主要集中在淬火过渡区域,淬火区域可以显著抑制材料的塑性变形,淬火区和基体结合层可抵抗裂纹的进一步扩展.当面积比为30％时,轮轨试样的耐磨性能最佳.结论 层流等离子体点状淬火可有效提高轮轨材料的耐磨性,最佳的淬火面积比为30％左右.     

LiZn铁氧体空心微珠的自反应淬熄法制备及其低频吸波性能研究

以Fe+Fe2O3+Li2CO3+Zn O为主反应体系、聚乙二醇为表面活性剂,Bi2O3为助熔剂,KCl O4为营养剂,运用将火焰喷射技术与自蔓延高温合成技术及快速冷却凝固技术相结合的自反应淬熄法,制备了Li Zn铁氧体空心复相微珠。通过粒度分析、SEM、EDS、XRD和矢量网络分析仪等手段,分别分析了该空心微珠的粒径、结构、形貌、相组成和吸波性能。研究表明,该Li Zn铁氧体空心微珠粒径分布均匀,集中在60μm左右,包含实心、单孔和多孔型多种结构,以及部分不规则颗粒。空心微珠外表面出现了晶化程度不高的多边形片状晶,内表面为微纳米晶粒,相组成为Fe3O4、Fe2O3、Li0.435Zn0.195Fe2.37O4和Li0.5Fe2.5O4;该空心微珠吸波材料最佳匹配厚度为4 mm,在此厚度下低频吸波性能良好:最低反射率为-14.5 d B,对应的吸收频率为5.8 GHz,低于-10 d B的吸收频带为4.8~6.8 GHz,带宽达2 GHz。     

激光离散淬火对轮轨材料磨损与损伤性能的影响

在MJP-30A型滚动接触疲劳试验机上进行激光离散淬火处理前后的轮轨试样的摩擦磨损试验,研究了激光离散淬火处理对轮轨材料的磨损与损伤性能的影响。结果表明:经激光离散淬火后得到致密的马氏体,对轮轨材料的表面硬度具有明显的增强作用,车轮和钢轨试样的表面硬度分别提高了约191.1%和214.5%;轮轨试样经激光离散淬火处理能显著提高轮轨材料的耐磨性,对均经处理的轮轨材料进行实验,发现车轮试样磨损率降低约20.5%,钢轨试样降低约21.9%;而单一处理轮轨试样能大幅降低处理试样的磨损,但其对摩副的磨损有小幅增加;未经处理轮轨试样表面损伤严重,主要表现为剥落损伤;激光离散淬火处理后轮轨试样表面损伤减轻,以小块剥落为主要的磨损形式;淬火区之间的基体表面以剥落损伤为主并伴随一定的疲劳磨损。激光离散淬火处理后轮轨材料组织的抗变形能力得到大幅提高,且淬火区能抑制基体材料的塑性变形。     

回火工艺对直接淬火钢组织与性能的影响

通过同一钢种在两种不同冷却速率的直接淬火试验比较，研究了回火工艺对直接淬火钢性能的影响。对直接淬火钢分别进行了回火温度为500、550、600、650℃的一系列回火试验。结果发现，在相对慢速冷却条件下，出现二次硬化现象，回火温度升高，韧性得到改善；快速冷却条件下，回火温度升高，强韧性下降。     

回火工艺对直接淬火钢组织与性能的影响

通过同一钢种在两种不同冷却速率的直接淬火试验比较,研究了回火工艺对直接淬火钢性能的影响。对直接淬火钢分别进行了回火温度为500、550、600、650℃的一系列回火试验。结果发现,在相对慢速冷却条件下,出现二次硬化现象,回火温度升高,韧性得到改善;快速冷却条件下,回火温度升高,强韧性下降。     

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 研究了890~1040 ℃加热淬火对超高强度钢未溶碳化物及力学性能的影响。结果表明：淬火加热温度上升到约1010 ℃,其奥氏体晶粒的长大还没有使板条马氏体束尺寸增加到明显降低钢的强度和韧性时,未溶碳化物MC含量却显著下降,使实验钢的冲击韧性达到峰值。