重载铁路高强钢轨的试验研究

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1、重载铁路高强钢轨的试验研究【摘要】随着我国经济的迅速发展，物流发展也非常迅猛，对于铁路运输的耍求也是越来越高，那么为了延长重载铁路钢轨的使用寿命和增强其安全性能，必须要研制更好的重载铁路的高强钢轨，本文就是通过对于高强钢轨的主要性能指标进行分析，來更好的为高强钢轨的生产和选用提供一定的依据。【关键词】重载铁路；咼强钢轨；试验近年来，随着我国各条铁路的运量、轴重以及单列的最大载重量的不断增加，直接导致了钢轨伤损也口益的严重了，那么，如何來延长铁路钢轨的使用寿命已经成为了十分迫切需要研究的一个课题。所以我们为了提高重载铁路的钢轨的冇效耐磨度和抗剥离的性能，同时加强其

2、抗核伤的性能，最终达到延长钢轨的使用寿命的目的，就要求我们要经过对高强钢轨的主要成分进行了具体的筛选Z后，再经过一定的实验室的试验和具体的工业试制，同时再经过试生产和铺设阶段，对重载铁路所选用的钢轨以及钢种进行一定的分析。1重载铁路高强钢轨的主要性能我们主要是对75kg/m的高强钢轨的一些较为关键的化学成分以及其中的氢氧氮的含量的具体试验结果进行了一些比较，在此基础Z上列出了U75V钢轨的一些主要的性能指标。经过具体的检验之后，高强度的钢轨中的B类和C类的夹杂物都是小于115级的，所以钢质的纯净度还是比较良好的。另外，我们还采用了电阻应变片的方法测定了钢轨的残余

3、应力。从测试的结果来看，75kg/m的PG4和U77MnCr的热轧钢轨的轨头的顶面以及轨的底面都是拉应力，而二者的轨底的最大拉应力分别22914MPa和23714MPa,这都是小于标准的规定要求的。2高强钢轨的热处理试验2.1含Cr的轨钢的CCT曲线我们为了指导新的钢种和钢轨的热处理和焊接以及焊后正火的工艺制定，采用热模拟的试验方法來测试了2种轨钢的CCT曲线。我们由这样的测试试验结果就可以很明显的看到，PG4以及U77MnCr的轨钢，它们分别所出现的马氏体的临界冷却速度是215和1175e/s；而当冷却的速度是015〜210e/s的时侯，PG4轨钢的硬度就变成

4、了357〜394HV；另外，当冷却的速度为变成了15〜115e/s的时侯，U77MnCr的轨钢硬度就变成了336〜353HVo2.2钢轨的热处理工艺试验结果山于我们在试验的时候在轨钢当中加入了一定量的Cr元素，从试验结果就可以看出，这样可以明显的推迟珠光体的转变时间。而口通过多次的工艺试验来摸索，就可以将冷却喷风的压力由原来的0125MPa减小到0110或者0105MPa,这样就保证了75k/m的U77MnCr和PG4的钢轨在进行了热处理之后的硕度和组织可以达到我们所规定的要求。同时我们还可以看到，如果在轨钢当中加入一定量的然后再进行具体的钢轨热处理试验，就可以

5、不仅非常容易的达到我们所要求的较高的硬度，于此同时还可以有效的节约掉很多热处理时的喷风量，这样就可以有效的降低钢轨热处理的成本。2.3热处理钢轨的主要性能我们知道，为了与铁路大量使用的U75V热处理钢轨的性能来进行比较，而且还要给出U75V钢轨离线热处理的性能试验的结果。2.3.1硬化层的形状以及深度经过试验，离线热处理的钢轨硬化层的的主要深度指标测试结果见表lo2.3.2硬度以及拉伸性能的测试热处理的钢轨横断面的硕度和拉伸的试验结果告诉我们：PG4和U77MnCr的热处理的钢轨的强度和硬度都是明显的高于U75V的热处理钢轨的；而热处理的钢轨PG4的强度和硬度又

6、要比U77MnCr大一些。3高强钢轨的焊接以及接头的具体性能我们分别在焊轨厂进行了75kg/m的PG4和U77MnCr的钢轨的闪光焊接试验，所使用的焊接设备是GAAS80/580o我们在进行适当的热轧钢轨的焊接工作的时侯，焊后的主要热处理的工序我们只是简单的进行了一定的焊后的正火处理，也就是说，我们所采用的焊接的接头基本上是全断面的电感应以及加热之后的空冷装置；另外，在进行热处理之后的钢轨焊接的工作的时侯，我们所采用的焊后的热处理工序则主要是将焊接的接头进行了全断面的电感应加热，然后再对轨头进行适当的喷风，以达到冷却的目的，我们发现，这样做既可以提高焊接接头的柔

7、韧性，同时也可以恢复这些焊接接头踏面的强度和硬度。（1）我们所采用的闪光焊焊接的接头的踏面硬度分布情况如图1和图2所示。热轧钢轨的焊接接头硬度与其母材的比值见表40由这样的测试结果就可以知道，PG4的热轧钢轨焊接接头的轨面硬度和母材的比值是0194,虽然这也满足了具体的标准的要求，但是硬度还是有些偏低，而且软化带的宽度也是比较大的；而U77MnCr的热轧钢轨焊接的接头的轨面硬度则是母材的110倍Z高，二者的硬度也基本上可以匹配。(2)闪光焊焊接的接头拉伸以及冲击的性能焊接接头的拉伸试验数据以及冲击的试验结果如表5所示。我们由试验的结果就可以明显的看出，PG4的热

8、轧钢轨的焊接接头在它的轨