重载铁路用贝马复相钢轨焊接性研究

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1、国内图书分类号：TG406密级：公开国际图书分类号：625.1西南交通大学研究生学位论文重载铁路用贝马复相钢轨焊接性研究年级：2015级姓名：郑浩申请学位级别：工学硕士专业：材料科学与工程指导老师：戴虹教授二零一八年五月ClassifiedIndex:TG406U.D.C:625.1SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisRESEACHONBAINITIE/MARTENSITEDUPLEX-PHASERAILSTEELWELDABILITYOFHEAVYH

2、AULRAILWAYSGrade:2015Candidate:ZhengHaoAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:MaterialsScienceandEngineeringSupervisor:ProfessorDaiHongMay.2018西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学

3、可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密□，在年解密后适用本授权书；2．不保密□，使用本授权书。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导老师签名：日期：日期：西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：1.采用氧乙炔小型正火试验机，对比研究了重载铁路用75kg/m贝马复相轨与U75V、U78CRV加热与冷却情况。测试了贝马复相轨加热后纵断面的硬度，对比了以上三种钢轨加

4、热后轨顶踏面的硬度。2.采用GPW-1200（75）型气压焊轨机首次完成了贝马复相轨对焊及与U75V混焊试验。完成了焊接接头落锤、金相、硬度试验。分析了接头质量，焊缝界面交互结晶情况。初步了解了贝马复相钢轨气压焊接性能。3.采用GPW-1200（60）型气压焊轨机完成了贝马复相轨对焊试验，并且尝试了焊缝添加过渡层、调整顶锻压力和挤压变形模式的方法。完成了焊接接头落锤、金相、硬度试验。分析了接头质量，焊缝界面交互结晶情况。探究合理可行的气压焊接工艺方法。4.设计并自制了能模拟气压焊接加热顶锻过程的感应加热和

5、加压装置。焊接小试样、三点弯压断焊口，研究断口特征与金相组织的关联性，以及显微硬度分布。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要重载铁路担负着远距离运输煤和矿石等大宗货物的重任，随着我国货运量持续增长，对钢轨的要求也越来越高

6、，理论研究证明传统珠光体钢轨的力学性能已接近极限。强度更高，耐磨性能更好的贝氏体钢轨应用前景良好。而焊接问题成为了制约贝氏体钢轨推广应用的关键所在。为实现贝氏体钢轨焊接的突破，最大程度地延长钢轨寿命保障线路运行安全。采用完全自主知识产权GPW-1200（75）型气压焊机借鉴75kg/mU78CrV珠光体轨气压焊接工艺，进行同质对焊及与U75V轨混焊试验。经落锤、金相、硬度试验表明焊缝断口呈撕裂特征较少，带状组织偏析严重，硬度变化规律与珠光体钢轨类似，接头质量不理想。采用GPW-1200（60）气压焊机，参

7、考60kg/mU78CrV珠光体轨气压焊标准工艺，进行贝马复相轨对焊试验。经落锤、金相、试验结果表明焊缝断口呈撕裂特征仍然较少，带状组织偏析严重，接头质量不理想。在相同的工艺条件下焊接接头特征没有重现性。采用添加过渡层、调整顶锻压力和挤压变形模式的方法进行试验，接头质量仍不理想。设计并自制了能模拟气压焊接加热顶锻过程的感应加热和加压装置，进行贝马复相钢小试样焊接试验，三点弯压断焊口，研究断口特征与金相组织的关联性及硬度分布。试验得出：加热（电流1190±10A,135s）；保温顶锻（电流1090±10A，

8、30s，顶锻量为5~8mm，顶锻速度0.2mm/s）条件下，接头断口塑性撕裂特征最好。在上述工艺条件下，改变顶锻速度（0.2~6mm/s）进行试验。试验结果表明，顶锻速度越慢，焊缝界面金属的交互结晶和动态再结晶越充分。通过对焊缝微观特征观察，断口特征呈现平齐状态区域也实现了交互结晶，但其焊缝组织差异较大。上述研究结果，为贝氏体钢轨固相焊提供了科学依据。关键词：重载铁路；贝马复相轨；气压焊；慢速顶锻西南交通大学硕士研究生学位论文