文档介绍：轨道交通用材
我国铁道用材市场现状:
市场需求
简要谈谈钢轨
钢轨是铁路轨道的主要组成部件。它的功用在于引导机车车辆的车轮前进,承受车轮的巨大压力,并传递到轨枕上。钢轨必须为车轮提供连续、平顺和阻力最小的滚动表面。在电气化铁道或自动闭塞区段,钢轨还可兼做轨道电路之用。
此外,它与轨枕、道床(含路基)组成一个完整的铁路线,支承及引导机车车辆的车轮,使列车安全运行。
钢轨用材要求
基于上述钢轨的用途和功能,需要钢轨具备以下品质:
强度
强度要高,包括疲劳强度,屈服强度等。同时也要求钢轨的伸长率、断面收缩率要适当。
耐磨性
抗磨性能要高,特别是加强接头处钢轨的抗磨能力。同时也要求钢轨有较高的硬度。
韧性
韧性要好,特别是铁轨弯道处抗冲击韧性要保证。避免出现压溃、断裂和其他伤损。
其它还有,比如抗腐蚀性等等。
影响钢轨材料性能的主要因素
钢轨钢的化学成分除含铁(Fe)外,还含有碳(C)、锰(Mn)、硅(Si)及磷(P)、硫(S)等元素。碳对钢的性质影响最大。提高钢的含碳量,其抗拉强度、耐磨性及硬度均迅速增加。例如,%%,可使平炉钢轨的耐磨性能提高60%。但含碳量过高,也会使钢轨的伸长率、断面收缩率和冲击韧性显著下降。因此,%。
此外,锰也可以提高钢的强度和韧性,%~%。%者称中锰钢,其抗磨性能很高。在碳素钢中,%~%.提高钢的含硅量也能提高钢轨的耐磨性能。
磷与硫在钢中均属有害成分。所以磷、硫的含量必须严格加以控制。
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钢轨接头处轮轨冲击力很大,为加强接头处钢轨的抗磨能力,在钢轨两端30~70mm范围内进行轨顶淬火,淬火深度达8-12 mm。
为提高钢轨耐磨和抗压性能,还应对钢轨进行全长淬火处理。它是采用电感应加热的方法,以局部改变轨头钢的组织,从而提高钢轨的强度和韧性。
技术难点
综前所述,要适应高速、重载的需要,钢轨要重型化。
原因:一般来说,钢轨愈重,钢轨的伤损数量减少,各种性能得以提高。
不过也有缺点:如接触疲劳伤损总数的比例提高。且加速重型钢轨轨头处损坏速度。
怎么解决
重型钢轨的强化有两种技术路线:
一,是钢轨合金化,它生产工艺简单,投资少,能源消耗少,钢轨整体强化,表层硬度均匀,可焊性好;
二,是碳素钢热处理,这种方法也可获得同样的高强度和表面硬度,同时韧性好,节省合金,适于大批量生产。
冶金学原理及冶金工业生产实践认为:如不改变钢种,单凭碳素钢热处理,很难再大幅度地提高强度,唯有微合金与热处理相结合,二者相辅相成,才可得到既有更高强度,并有相应韧性、硬度和可焊性的优质钢轨。
解决之道,采用强化技术
钢轨的类型很多,有好几种分类:
1、按钢种分:
①碳素轨。是用自然原铁矿石冶炼轧制的钢轨,主要以碳、锰元素提高钢轨强度。我国生产的碳素轨为高锰中碳。
②合金轨。在原铁矿石中加入适量的合金元素如钒、钛、铬、钼等,提高钢轨强度和韧性。我国生产的合金轨一般称为微合金轨。
③热处理轨。是热轧态的碳素轨或合金轨通过加热并控制冷却,来改善金相结构,可以延长钢轨使用寿命。
2、按力学性能分:钢轨可分为普通轨、耐磨轨和高强度轨三种。
3、按金相组织分:可分为有珠光体、贝氏体、马氏体三种。
4、按钢轨重量分:钢轨的重量类型,以每1米大致质量kg数(旧称“公斤/米”)表示。目前,我国铁路的钢轨类型主要有75kg/m、60kg/m、50kg/m及43kg/m。
,我国也在重载线路上逐步铺设75kg/m钢轨。可分为38公斤/米、43公斤/米、50公斤/米、60公斤/米、75公斤/米等5种。
目前,我国铁路38公斤/米钢轨已停止使用,43公斤/米钢轨也很少生产,在设计时一般线路均以50公斤/米钢轨替代43公斤/米钢轨。我国《铁路主要技术政策》中规定:“客运专线和干线采用60公斤/米钢轨”。
钢轨的种类
钢轨的型号
(1)轻型钢轨型号
钢轨材质:Q235,55Q;
钢轨规格:30kg/m,24kg/m,22kg/m,18kg/m,15kg/m,12 kg/m,8 kg/m。
(2)重型钢轨型号
钢轨材质:45MN,71MN;
钢轨规格:50kg/m,43kg/m,38kg/m,33kg/m。
(3)起重钢轨型号
钢轨材质:U71MN;
钢轨规格:QU70kg/m,QU80kg/m,QU100kg/m,QU120kg/m。
以上钢轨型号为常用钢轨型号。
生产工艺
一,采用铁水预处理技术。主要目的是在冶炼前进一步降低铁水中的有害杂质含量。通常