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《重载铁路高强钢轨地试验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第31卷,第4期中国铁道科学Vol.31No.42010年7月CHINARAILWAYSCIENCEJuly,2010文章编号:1001-4632(2010)04-0020-07重载铁路高强钢轨的试验研究张银花,周清跃,陈朝阳,刘丰收(中国铁道科学研究院金属及化学研究所,北京100081)摘要:为延长大秦重载铁路钢轨的使用寿命,研制适应重载铁路的高强钢轨。通过对高强钢轨的性能、热处理和焊接以及选用的新钢轨服役行为进行分析,结果表明,新钢种中加入合金元素Cr,可以提高轨钢的强度,推迟珠光体转变时间,使钢轨既易于热处理,又节省能源和
2、降低成本,而且钢轨强度的提高还增加了曲线钢轨的耐磨性能和耐伤损能力;提高轨钢的纯净度,可增加钢轨的抗疲劳性能,延长钢轨的使用寿命;重载铁路曲线下股应铺设热处理钢轨;铺设新钢种PG4和U77MnCr的线路,钢轨打磨时间可延长至通过总重4亿t,而铺设U75V钢轨的线路在通过总重6000万t后就需打磨1次,才能有效抑制轨面剥离的产生和发展。新钢轨的综合使用性能良好,适合在重载铁路上使用。关键词:重载铁路;高强钢轨;性能;热处理;焊接;钢轨打磨中图分类号:U213.41文献标识码:A近年来,随着大秦铁路运量、轴重和单列最大方充分讨论,对
3、新研制的钢轨提出了以下技术要载重的不断增加,钢轨伤损日益严重,延长大秦铁求。①钢质纯净;②脱碳层浅;③硬度、强度高,[1]路钢轨使用寿命已成为迫切需要研究的课题。为耐磨性能好;④适合热处理;⑤焊接接头性能良提高重载铁路钢轨的耐磨、抗剥离、抗核伤性能,好;⑥性价比高。钢厂按照上述要求,完成了75-1延长钢轨使用寿命,经过对高强钢轨的成分筛选、kg·mPG4和U77MnCr重载高强钢轨的试生实验室试验、工业试制以及试生产和铺设使用试产,并于2007年5月,在大秦线重车线验,对大秦重载铁路选用的钢轨钢种进行分析。k388.674—k3
4、98.549及k398.549—k410.020区间铺设上道,对其使用性能进行考核。1重载铁路高强钢轨的研制2重载铁路高强钢轨的性能合金元素Cr加入钢中既可以增加热轧钢轨钢-1的强度,又有益于钢轨热处理和焊接工艺的实施。75kg·m高强钢轨的化学成分、氢氧氮含针对重载铁路对钢轨的需求,2005年,钢厂经过量及其他主要性能的试验结果见表1—表3。为了多轮试验室成分筛选、试验和试制,成功开发出了进行比较,表中同时列出U75V钢轨的性能指标。-1含Cr元素的60kg·mPG4钢轨,热轧钢轨强度经检验,高强钢轨中的B和C类夹杂物均小于1
5、.5达1080MPa级,热处理钢轨的强度达到1300级,钢质纯净度良好。MPa级。该钢种在我国铁路既有线路试铺使用结采用电阻应变片法测定钢轨残余应力。测试结[2]-1果表明,其耐磨寿命明显高于U75V钢轨。2006果表明,75kg·mPG4和U77MnCr热轧钢轨轨-1年,又开发出了含Cr元素的60kg·m头顶面和轨底面均为拉应力,二者的轨底最大拉应U77MnCr钢轨,其热轧钢轨强度为980MPa级,力分别为229.4和237.4MPa,小于标准规定要热处理钢轨的强度超过1260MPa。求。2007年,针对大秦铁路钢轨伤损严重的
6、情况,钢轨断裂韧性和裂纹扩展速率试验均按照标准-1开展了75kg·m高强钢轨的试验研究,经过多进行,试验结果见表4。收稿日期:2010-03-01;修订日期:2010-05-05基金项目:铁道部科技研究开发计划项目(2007G014)作者简介:张银花(1965—),女,黑龙江虎林人,研究员。第4期重载铁路高强钢轨的试验研究21表1钢轨化学成分%光体的转变时间。通过多次工艺试验摸索,将冷却轨种CSiMnS,PV+Nb+Ti+Cr喷风压力由原来的0.25MPa减小为0.10和0.05PG40.790.760.86≤0.025≤0.5
7、5-1MPa,保证了75kg·mU77MnCr和PG4钢轨U77MnCr0.800.361.04≤0.025≤0.50U75V0.750.600.90≤0.025V(0.04～0.12)＊热处理后的硬度和组织达到规定的要求。由此可注:＊—U75V钢轨的含V量。见,在轨钢中加入Cr后,进行钢轨热处理时不仅可以比较容易得到较高的硬度,还可节约热处理时-4表2成品轨氧氮氢的含量10%的喷风量,降低钢轨热处理成本。轨种ONH3.3热处理钢轨的性能PG48～9,8.5＊55～56,55.5＊0.6＊＊为了与铁路大量使用的U75V热处理钢轨
8、的U77MnCr12～14,13.047～49,48.00.7U75V13～15,14.0＊30～31,30.3＊0.6性能进行比较,同时给出了U75V钢轨离线热处注:＊—平均值。理性能试验结果。测试的钢轨取自2007年用于大秦铁路上的钢轨。表3热轧钢轨拉伸及踏
