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国外新型轨道钢研究成果

作者编辑: | 日期:2018-12-24 13:23:11 | 信息来源:

铁路仍是21世纪陆路运输的主要方式。铁路重载高速化的发展对钢轨的性能,特别是强韧性提出了更高的要求。近年来,世界上高速重载轨道用钢开发主要集中在珠光体型和贝氏体型两大类,代表了高强度轨道用钢的发展趋势。

JFE钢铁公司在2010年成功开发出一种重载铁路用高耐磨性和抗滚动接触疲劳性、碳质量分数(0.81 %)略高于共析点的过共析超级珠光体轨道用钢(商品名为SP3, Super Pearlite 3)。欠速淬火(C slack-quenching, SQ)热处理工艺将奥氏体状态的轨道钢用压缩空气或喷雾冷却,其冷却速度比一般的急冷水快,因而可以得到细化状珠光体组织。淬火回火工艺先将奥氏体状态的钢轨表面快速冷却到马氏体相变温度以下,然后再回火得到回火索氏体组织。实践证明,细化状珠光体组织比回火索氏体组织具有更高的耐磨性能和抗接触疲劳性能,因此目前普遍采用的皆为欠速淬火热处理工艺。该在线热处理工艺利用钢轨轧制后的余热直接淬火,然后用压缩空气进行在线喷风冷却实现轨道钢欠速淬火热处理,产量高、节省能源、轧件周转少、占地面积小、成本低,已经呈现出取代离线淬火工艺的趋势,目前日本已全部采用。

美国匹兹堡大学研究发现,除了珠光体片层间距和非金属夹杂物,先共析渗碳体和初始奥氏体晶粒尺寸也是影响轨道钢耐磨性和抗滚动接触疲劳性的重要因素。据此,他们利用实验室冶炼出接近共析成分的板坯试样,然后进行轴对称压缩和控制冷却试验分析,最后提出了提升新型珠光体轨道用钢性能的成分设计和工艺技术。利用该成分和技术开发出的珠光体轨道钢钢与采用欠速在线热处理工艺开发的S P3轨相比,虽然伸长率低了1%,但已符合北美重载线路钢轨最小伸长率为10%的规定,且无须进行任何后续热处理,屈服强度、抗拉强度和硬度均高于SPA轨。

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