钢轨焊后热处理的研究_周清跃
高速铁路道岔钢轨材质及强度等级选用研究
高速铁路道岔钢轨材质及强度等级选用研究周清跃;张银花;刘丰收;陈朝阳【摘要】针对高速铁路道岔关键部件使用中存在磨耗快、出现剥离掉块等问题,通过对钢轨材质性能对比及配套技术研究,再综合考虑道岔使用情况,尤其参考新铁德奥350HT在线热处理钢轨道岔使用情况的基础上,为了进一步延长道岔使用寿命,简化道岔生产,便于现场更换,提出高速铁路道岔用轨选用建议:全部采用在线热处理钢轨(U71MnH G或U75VH G)制造高速铁路用道岔,包括道岔基本轨、尖轨、心轨、翼轨和导轨.同时建议尖轨、心轨的跟端锻造热处理要采用电感应加热、轨头喷风冷却的锻后热处理工艺,岔区铝热焊剂的选用要与在线热处理钢轨硬度相配套.【期刊名称】《中国铁路》【年(卷),期】2017(000)008【总页数】5页(P5-9)【关键词】高速铁路;道岔;钢轨材质;强度等级;在线热处理【作者】周清跃;张银花;刘丰收;陈朝阳【作者单位】中国铁道科学研究院金属及化学研究所,北京100081;中国铁道科学研究院金属及化学研究所,北京100081;中国铁道科学研究院金属及化学研究所,北京100081;中国铁道科学研究院金属及化学研究所,北京100081【正文语种】中文【中图分类】U213.6高速铁路道岔是影响行车安全和平稳性的关键轨道设备。
从2005年开始，国内相继开展了时速350 km 60 kg/m钢轨18号、42号、62号道岔的研究，并进行上道试验。
国内自主研发的高速铁路道岔称为“客专系列”高速铁路道岔。
2006年4月，原铁道部对新建11条客运专线的正线道岔进行国际公开招标，通过合资建厂和技术转让的方式形成了CN系列和CZ系列的高速铁路道岔。
至此，国内有3个系列的高速铁路道岔产品，分别为客专系列、CN系列和CZ系列，其中CZ系列主要用于合宁、合武、郑西客运专线[1-2]。
在道岔用钢轨材质方面，客专系列的时速300 km及以上道岔采用U71Mn G钢轨制造，均未进行全长热处理；时速200 km及以上道岔采用U75V G钢轨制造，要求对U75V G钢轨进行热处理，目前大部分采用离线热处理。
68kg_m钢轨的试验与评价
热处理钢轨若干问题的探讨
第２６卷，第１期２００５年１月中国铁道科学ＣＨＩＮＡＲＡＩＩ肼ＡＹＳＣＩＥＮＣＥＶｄ．２６Ｎｏ．１Ｊａｎｕａｒｙ，２００５文章编号：１００１—４６３２（２００５）０１—００７２—０６热处理钢轨若干问题的探讨周清跃１，王树青２，张银花２，周镇国２（１．铁道科学研究院铁道科学技术研究发展中心，北京１０００８１；２．铁道科学研究院金属及化学研究所，北京１０００８１）摘要：总结和探讨热处理钢轨的化学成分、工艺、性能，以及焊接、铺设等方面存在的问题。
分析认为，用于热处理的钢轨应采用中上限的含碳量，较低的锰含量，以及添加少量推迟珠光体转变的元素以提高热处理工艺性能。
采用喷风冷却淬火，以提高热处理钢轨性能的稳定性。
在大力推广使用性价比高、综合性能好的在线热处理钢轨的同时，应注意进一步提高其硬度。
热处理钢轨应进行焊后热处理，以提高无缝线路焊接接头部位的平顺性乃至使用寿命。
在重型及以上铁路，半径小于８００ｍ或１２００ｍ的曲线上应铺设使用全长热处理钢轨。
在不具备对钢轨进行打磨的情况下，暂不宜在非重载铁路的直线上成段铺设使用高硬度的热处理钢轨。
关键词：钢轨；热处理；使用寿命；综述中图分类号：Ｕ２１３．４文献标识码：Ａ随着我国铁路运输事业的发展，牵引重量、行车速度、运输密度和年通过总重都有很大的提高。
这些因素大大提高了铁路钢轨的负荷，加大了钢轨的伤损，尤其是曲线钢轨的侧磨日益突出。
在繁忙铁路干线的小半径曲线上，使用强度等级较低的普通碳素钢轨，多则２～３年，少则８～１０个月就因侧磨超限或出现剥离掉块而要更换下道。
如此频繁的更换钢轨，严重影响铁路运输能效的发挥。
对钢轨的强化，可采用热处理和合金化两种方法。
近２０多年来的研究和使用结果表明，热处理强化优于合金化强化［１］。
因此钢轨热处理技术受到世界各国重轨生产厂家的普遍重视以及被各国铁路广泛使用。
为充分发挥钢轨热处理技术的优势和作用，本文针对国内钢轨热处理生产和使用中存在的若干问题进行了探讨。
秦沈客运专线钢轨的焊接及相关问题
文章编号:1001 8360(2003)05 0114 05秦沈客运专线钢轨的焊接及相关问题周清跃1, 张银花2, 陈朝阳2, 周镇国2(1铁道科学研究院研发中心,北京 100081;2铁道科学研究院金化所,北京 100081)摘 要:对用于秦沈客运专线铁路的攀钢、鞍钢产PD3及进口法国U I C900A钢轨闪光焊及铝热焊焊接接头进行了性能检验,对其结果进行了归纳整理。
结果表明:闪光焊及铝热焊焊接接头的疲劳、静弯性能均可达到相应技术条件的要求;焊接接头的硬度与母材匹配,平直度良好。
闪光焊焊接接头的落锤、试样拉伸、试样冲击韧性均达到和超过T B/T1632-1991的规定。
而铝热焊接头的抗拉强度、伸长率、冲击韧性与母材的比值均小于闪光焊。
结合国内外情况对基地闪光焊接的工位布局进行了讨论;对各种焊接方法进行了对比。
建议在秦沈客运专线的运营中应加强对焊接接头使用情况的跟踪观察。
关键词:秦沈客运专线钢轨;焊接接头性能;对比中图分类号:U213.4;T G40 文献标识码:AWelding of rails and related problems ofthe Qin Shen Passenger LineZHOU Qing yue1, ZHANG Yin hua2, CH EN Zhao yang2, ZH OU Zhen g uo2(1Research&Development Center,China Academy of Railw ay S ciences,Beijing100081,China;2M etals&Chemi stry Research Institute,China Academy of Rai lw ay Scien ces,Beijing100081,China)Abstract:Som e m echanical properties of flash w elding joints and alum inothermic w elding joints of rails are tested. T hese rails are laid on the Qin Shen Passenger Line,such as PD3made in China and UIC900A im ported from France .T he results are gathered and analysed,w hich show that either in flash w elding or in alum inothermic w elding,the fatigue and static bend properties of w eld joints meet the requirements in related specifications.T he hardness of w eld joints is matched w ith that of the parent material.The tolerance for straightness in the rail head area of the weld joint is regular.The results of drop hammer,specimen s tensile and impact tests of flash w elding joints satisfy all require ments of Standard TB/T1632 1991.T he w orking position arrangements of flash w elding are pared w ith each welding method,flash w elding shall be the best one.Whereas the properties of welding joints,it is sug gested that emphasis should be laid on observation of w elding joints on the Qin Shen Passeng er Line.Keywords:Qin Shen Passenger Line;w eld jo int properties;comparison秦沈线是我国第一条客运专线铁路,除山海关绥中北(综合试验段)上行约66.8km采用进口法国CORUS公司生产的60kg/m(中国断面)U IC900A钢轨外,其他均采用国内攀钢和鞍钢生产的PD3热轧钢轨。
浅述高速铁路无缝钢轨焊接后的热处理
浅述高速铁路无缝钢轨焊接后的热处理作者：郝兴生来源：《中华建设科技》2014年第03期【摘要】高速铁路无缝钢轨焊接后再对焊接接头重新进行热处理，以改善接头使用性能，其工艺原理及优点。
【关键词】无缝钢轨焊接；热处理为了适应我国铁路运输发展的需要，无缝线路长钢轨在向重型化发展的同时，还必须提高其强度、韧性，经国内外多年实践证明，钢轨进行全长淬火能提高钢轨抗磨耗、抗压溃、抗剥离、抗疲劳、耐冲击性能，可延长其使用寿命，是提高线路质量的最有效、最经济的方法。
全长淬火钢轨铺设在小半径曲线上其使用寿命比未淬火普通钢轨提高l倍以上。
全长淬火钢轨经焊接后，焊缝附近由于受焊接高温的影响，造成晶粒粗化，塑性、韧性大幅度下降。
同时焊缝热影响区内，原淬硬层将消失，而产生宽度为100mm左右的低硬度区。
这将使钢轨焊缝的脆性增大，使用中易产生接头低陷并诱导波浪磨耗的产生，缩短使用寿命。
为解决上述问题，一是将普通钢轨焊接成250m或500m长后再进行全长淬火，这样可使焊接接头性能均匀化。
这种方法虽好，但大部分焊轨厂受条件限制无法采用；另一种办法是将25m长全长淬火钢轨焊接后再对焊接接头重新进行热处理，以改善接头使用性能。
1. 路轨道焊接成无缝钢轨的原因之一是（1）使铁轨间不留空隙，火车开的时候没有摩擦力。
（2）降低铺设轨道的难度。
（3）减少轮子与铁轨撞击次数，减少共振带来的车厢损伤。
（4）延长轮子与铁轨撞击的间隔时间，可以提高列车运行的安全速度2. 焊接缺陷钢轨焊接缺陷2.1接触焊不良引起钢轨断裂。
接触焊不良常常造成钢轨焊缝端面不能完全焊合，而形成局部熔融状表面和未熔融区，在行车中钢轨从焊缝中发生脆断。
2.2铝热焊不良引起钢轨折断。
铝热焊是一种铝热冶炼工艺，其生成物为铸态组织，常存在各种铸造缺陷，这些缺陷经列车反复作用常由局部微小裂纹发展成钢轨宏观断裂。
引起钢轨宏观断裂的铸造缺陷为结晶裂缝、央渣、晶粒粗大。
2.3气压焊不起引起钢轨断裂。
钢轨焊缝的焊后热处理新工艺的应用与试验
Ｋｅ ｒ ｓ ｅ ｍｌ ｓ ａｌ ａ ｙ ｗｏ ｄ ：ｓ ａ ｅ ｓ ｒｉ ｏ ｄ；ｎ ｒ ｌ ａｉｎ ａｔｒｗｅｄｎ ；ｓａ ｋ ｑ ｅ ｃ ｉｇ ｒａ ｎ ｓｒ ｃｕ ｒ ｏｍａｉ ｔ ｆ ｌｉ ｇ ｌ ｃ ｕ ｎ ｈ ｎ ；ｇ ｉ ｔ ｔｒ ｚ ｏ ｅ ｕ ｅ
ａ ｄ ａ ａｙ ｉ ｇ ｆ ｒ ｈ ｅ ｔｔ ａｍｅ ｔｐ ｏ ｅ ｓ ｈｅ ｐ ｏ ｅ ｓ ｃｎ ｉ ｒ ｖ ｈ ｎｅｉ ｒｑ ａｉ ｆｇａ ｎ ｓｒ ｃｕ ｅ，ｉ ｃｅ ｓ ａｌｌ ｅ ｎ ｌｚｎ ｏ ｅ ｈ ａ ｒ ｔ ｎ ｒｃ ｓ ，ｔ ｒ ｃ ｓ ａ ｍｐ ｏ ｅｔ ｅ ｉ ｔｒ ｕ ｌ ｙ ｏ ｒ ｔｕ ｔ ｒ ｎ ｔ ｅ ｏ ｔ ｉ ｎ ｒａ ｅ ｒｉ ｉ ｆ
ｓ ｅ ｌ ｎ ｓ ｔｅｈａ ｔ ａ ｅｔ ｒ ｅｓ ｆ ｌ ｋｑｅ ｃｉ ｒ ａ ｅｄｄｊｉｔｓｉｒｄ ｃｄｉ ｔｉｐ ｐｒ ｈｏｓ ｓ ｎ ｅ ｒ ｔ ， ｅｔｒ ｔ ｎ ｐｏ ｓ ｏ ａ ｕｎ ｈ ｇｆ ｉｗ ｌｅ ｎ ｉ ｎ ｏｕ ｅ ｓ ａｅ．Ｔ ｒｕｈｔ ｔ ｇ ｖ ａ ｍｏｈ ｈ ｅ ｍ ｃ ｓ ｃ ｎ ｏ ｒｌ ｏ ｔ ｎｈ ｅｉ
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PD3余热淬火钢轨接触焊焊后热处理研究
第25卷,第2期 中国铁道科学Vol 25N o 22004年4月 CH INA RAILWAY SCIENCEApril,2004文章编号:1001 4632(2004)02 0092 05PD3余热淬火钢轨接触焊焊后热处理研究王树青 詹新伟(铁道科学研究院金属及化学研究所,北京 100081)摘 要:淬火钢轨接触焊后存在接头晶粒粗化,塑性、韧性大幅度下降,硬度不均匀等现象,使用中钢轨焊接接头的脆性增大,产生接头低塌并导致马鞍形磨耗和波浪磨耗。
为解决上述问题,PD3余热淬火钢轨接触焊后必须对焊接接头进行焊后热处理。
焊后热处理采用中频感应加热,加热温度为845 ~920 ,然后喷风冷却接头全断面,喷风压力0 25M Pa ~0 30M Pa,喷风冷却时间120s 。
结果表明,接头经热处理后的硬度、韧塑性能接近或超过原淬火轨水平,落锤、静弯、实物疲劳性能有较大的提高,满足了无缝线路钢轨的使用要求。
关键词:钢轨焊接;接触焊;焊后热处理;淬火性能研究 中图分类号:U213 46:T G156 文献标识码:A收稿日期:2003 03 10作者简介:王树青(1960 ),男,沈阳市人,研究员。
基金项目:国家技术开发子项目(KF94 04 01);铁道部科技研究开发计划项目(97G13)。
随着铁路高速、重载的迅速发展,铁路钢轨失效问题日益严重。
对钢轨进行全长淬火是提高钢轨耐磨耗、抗压溃、抗剥离、抗疲劳、耐冲击性能,延长使用寿命,提高线路质量最经济、有效的方法。
由于U74和U 71M n 钢轨淬火后,难以获得高强度的淬火钢轨。
为此,开发出含钒PD3和铌稀土微合金钢轨,以离线欠速淬火工艺处理后投入使用运营,但却难以满足铁路对淬火钢轨数量的要求[1,2]。
为解决上述问题,我国攀钢应用钢轨轧制余热全长淬火新技术,成功研制出PD3余热淬火钢轨。
此钢轨焊接后,焊缝接头存在着晶粒粗化,塑性、韧性大幅度下降,硬度不均匀等现象,使钢轨在使用中焊接接头的脆性增大,产生接头低塌并导致马鞍形磨耗和波浪磨耗。
U75V钢轨焊后热处理的工艺参数优化研究
U75V钢轨焊后热处理的工艺参数优化研究作者：欧阳志明来源：《科技与创新》2016年第23期摘要：目前，我国大部分钢轨焊接厂都是采用闪光对焊的方法进行轨头焊接，但是，这种方法会大大降低钢轨焊接后的韧塑性，使得钢轨无法满足无缝线路铺设现场的工作要求。
因此，要对焊接接头进行焊后热处理。
主要研究了U75V钢轨焊后热处理的几个主要工艺参数的优化，包括正火转频温度t1、加热最高温度t2、开始冷却温度t3和加热时间T等几个重要技术指标，得出一组较优的工艺参数，从而为实际生产中提高焊缝质量提供理论依据。
关键词：U75V钢轨；工艺参数；焊后热处理；焊缝质量中图分类号：U213.9+2 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2016.23.107现阶段，我国大部分钢轨焊接厂都是采用闪光对焊的方法进行轨头焊接。
文献资料和实际现场操作证明，这种方法会使钢轨焊接后金属组织，尤其是奥氏体晶粒粗化，韧塑性能大大下降，无法满足无缝线路铺设现场的工作要求。
因此，需要对焊接接头进行焊后热处理。
本文针对攀钢U75V（60 kg/m）钢轨焊后热处理的几个工艺参数进行了优化设定，主要包括正火转频温度t1、加热最高温度t2、冷却温度t3和加热时间T等。
1 试样设备、材料和方法1.1 试验设备在焊后处理时，红海焊轨厂采用中频正火机对焊后钢轨进行正火，其变压器是多匝比淬火变压器，500 KVA，2.5～8 kHz。
在热处理时，中频电压为600 V，直流电压为400 V，直流电流在转频前为180～240 A，在转频后为160 A，功率在转频前为125 kW，转频后为70 kW，频率在转频前为2 100 Hz，转频后为2 500 Hz。
正火后，还需对钢轨进行风冷，采用3嘴喷风器冷却。
热处理后，采用里氏硬度计测量钢轨表面硬度。
1.2 试验材料试验材料为攀钢U75V（60 kg/m）钢轨，其化学成分如表1所示。
1.3 试验方法试验采用正交试验法优化热处理的工艺参数。