國內(nèi)外鋼軌生產(chǎn)和使用技術(編輯修改稿)
2025-01-26 08:48 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 MPa級 ， 實際抗拉強度大于 930MPa以上 ，有較好的焊接性能 。 U75V(原 PD3)為攀鋼研制的微合金鋼軌 ， 熱軋后其強度達到 980MPa級 ， 相對韌塑性差些 ， 焊接范圍較窄 。 1/28/2023 40 U76NbRE(原 BNbRE)為包鋼研制的微合金鋼軌 。 熱軋后強度達到 980MPa級 。 由于鈮和稀土的作用 ， 其韌塑性尤其低溫韌性相對較好 。 980MPa級的鋼軌經(jīng)過近 10年的使用以及完善 ， 由于強度等級較高 ， 其耐磨性能明顯要好于 780~880MPa級的U74和 U71Mn鋼軌 。 U75V(原 PD3)經(jīng) 1998年調(diào)整化學成分后 ， 韌塑性有明顯提高 ， 在繁忙重載鐵路干線的直線上使用具有優(yōu)勢 。 1/28/2023 41 在鋼中加入合金元素 Si、 Mn、 Cr、 Mo、 V等，起到固溶強化以及細化珠光體組織作用以提高強度，這就是所謂的合金化強化。合金化強化的缺點是在提高強度的同時，帶來韌塑性的損失，惡化了焊接性能。因此，強度等級為 1180MPa的珠光體型合金鋼軌由于斷裂韌性低，殘余應力大，該等級的合金軌在國外已基本上不再生產(chǎn)和使用。目前，國外在小半徑曲線上作為耐磨軌使用較多的為 1080MPa等級的合金軌。這樣的合金軌焊接后要采取緩冷措施，以保證焊接接頭不出現(xiàn)有害的馬氏體組織。 1/28/2023 42 熱處理鋼軌 研究表明 ， 細化軌鋼珠光體組織 ， 不僅可以提高其強度而且改善其韌塑性能 ， 這可以通過鋼軌熱處理的方法得以實現(xiàn) 。 所謂熱處理就是通過控制加熱和冷卻過程 ， 改變金屬的組織結構 ， 使其具備優(yōu)良的性能 。 我國鋼軌熱處理技術的研究始于 20世紀 60年代中期 ，80年代中發(fā)展較快 。 目前攀鋼可年產(chǎn) 10萬噸以上的在線熱處理鋼軌 。 包鋼可年產(chǎn) 2萬噸以上的離線熱處理鋼軌 。 鐵路部門可生產(chǎn)部分離線熱處理鋼軌 。 1/28/2023 43 1） 過共析珠光體鋼軌 通過添加合金元素以及熱處理可提高鋼軌的強度 。 對于珠光體鋼軌來說 ， 達到 1300MPa基本已到極限 。 再進一步提高強度和硬度 ， 軌頭表面會形成不希望出現(xiàn)的脆性貝氏體和馬氏體組織 。 鑒于上述情況 ， 日本新日鐵公司的研究人員提出了這樣一種新思路 ， 即通過增加珠光體中滲碳體相的密度來提高耐磨性能 ， 并研究了過共析鋼軌 。 新開發(fā)的過共析鋼軌完成了北美重載鐵路線上試驗后 ， 目前已在美國鋪設使用 10萬余噸 。 1/28/2023 44 ? 2） 抗破損鋼軌 通過調(diào)整熱處理時的冷卻速度 ， 將鋼軌踏面和軌頂角處理成不同的硬度 。 在沖擊載荷的作用下 ， 硬度較軟的踏面處會產(chǎn)生更多的磨損 。 通過 “ 增加 ” 軌頂面中心即踏面處的磨耗率 ， 這部分的有害的疲勞裂紋能被自然 “ 磨 ” 掉而不擴展 ， 不需要進行昂貴的打磨 。 自 1990年開始 ,這種鋼軌已經(jīng)在 Burlington Northern 進行試驗 ， 結果令人滿意 。 1/28/2023 45 ? 3） 馬氏體鋼軌 由于珠光體型鋼軌已經(jīng)接近研發(fā)極限 ，許多制造商正在試驗其他高強度鋼軌 。 近來英鋼聯(lián)研究開發(fā)了軌頭硬度達445HB的低碳馬氏體鋼軌鋼 ， 并申請了專利 。 盡管該鋼種其耐磨性能與珠光體型熱處理鋼軌相似 ， 韌性卻高很多 。 1/28/2023 46 4） 貝氏體鋼軌 目前國外新的高強鋼軌的研發(fā)重點主要集中在貝氏體鋼軌上 。 貝氏體鋼軌具有強度高 、 韌塑性好 ， 顯示出強度和韌塑性的良好配合 ， 尤其韌性更好 ， 是珠光體鋼軌的 23倍 。 另外 ， 貝氏體鋼軌由于含碳量低 ， 具有較好的焊接性能 ，同時還可與珠光體鋼軌進行焊接 。 鐵道科學研究院已與鞍鋼合作開展了貝氏體鋼軌的試驗研究 ， 并于 2023年 7月通過鐵道部科技司組織的技術審查 ， 現(xiàn)已上道試鋪近 4年 ，表現(xiàn)出比熱處理鋼軌更好的抗剝離和耐磨性能 。 1/28/2023 47 1) 專用熱處理軌鋼 （ U77MnCr PG4） 2) 重載鐵路用超高強度軌鋼 （ U77MnCr PG4） 3) 高速鐵路用軌鋼 （ U71Mnk） 4) 道岔用鋼軌 （ 60D40 60TY） 1/28/2023 48 四 鋼軌的焊接體系 ? ： 一般無縫線路鋼軌的焊接分三步進行： 第一步 ， 在焊軌廠采用閃光焊的方法將 25m長鋼軌焊成 250m～ 500m長軌條； 第二步 ， 鋼軌運到現(xiàn)場后 ， 在道下采用氣壓焊或鋁熱焊的方法焊成 1000m2023m的長軌條； 第三步 ， 在道上采用鋁熱焊或氣壓焊將鋼軌焊成區(qū)間或跨區(qū)間無縫線路 。 其中第二步和第三步又分別稱之為單元軌節(jié)焊和鎖定焊 。 1/28/2023 49 ? 第一步焊接在廠內(nèi)或基地內(nèi)進行，均采用閃光焊，采用瑞士產(chǎn) GAAS80焊機或烏克蘭 K系列焊機。這種焊接方式，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，是所有焊接方式中最好的； ? 第二步焊接采用氣壓焊或鋁熱焊。從焊接的原理和焊接接頭的性能看，氣壓焊優(yōu)于鋁熱焊，但由于鋁熱焊施工方便，尤其可較好保證焊接接頭的平順性，近年來被廣泛使用。 1/28/2023 50 ? 第三步焊接，采用鋁熱焊或氣壓焊，近年來多數(shù)采用鋁熱焊。因為鋁熱焊是一種填充焊，用于鎖定焊非常方便。 另外，斷軌修復，采用鋁熱焊也比較方便。所以，雖然鋁熱焊是一種鑄態(tài)組織，但是無縫線路的施工和養(yǎng)護缺不了。 1/28/2023 51 在客運專線鐵路中應采用下列焊接方式： 在焊軌基地采用固定式閃光焊，在現(xiàn)場采用鋁熱焊或移動式閃光焊進行焊接。這樣可以較好的保證焊接質(zhì)量。不建議將 100m長定尺鋼軌直接運至鋪軌現(xiàn)場采用移動式閃光焊進行焊接。 在新建普通鐵路上，可采用移動式閃光焊將 100m長定尺鋼軌焊成規(guī)定的長度，或采用移動式閃光焊或鋁熱焊進行鎖定焊。 另外，待既有線不那么繁忙，也可以直接將 100m鋼軌運至現(xiàn)場直接采用移動式閃光焊軌車進行。 1/28/2023 52 5 鋼軌的合理使用 嚴格執(zhí)行鐵道行業(yè)鋼軌新標準 現(xiàn)行我國鋼軌國標于 1981年修訂（ GB258581），其內(nèi)容不僅不能反映現(xiàn)代鐵路對鋼軌質(zhì)量的要求，也不能反映冶金系統(tǒng)近年來的技術進步。因此，鋼軌的生產(chǎn)和使用各方應嚴格遵守鐵道部頒布的系列鋼軌暫行技術條
教學課件相關推薦
鄂ICP備17016276號-1