不同强度珠光体钢轨氢脆敏感性的试验研究

利用U75V和U78CrVH两种不同强度级别的珠光体钢进行了显微组织、氢吸附特征、氢扩散系数及氢脆敏感性的试验研究,分析了强度对珠光体钢氢脆敏感性的影响并初步讨论了珠光体钢轨钢的氢脆断裂机理。结果表明:与U75V相比,U78CrVH具有更高的强度和韧性,这与其珠光体组织片层间距相对较小和渗碳体片层厚度较薄密切相关。U78CrVH的氢脆敏感性指数(IHE)上升幅度随氢含量增加明显增大,当氢质量分数达到2.3×10^(-6)时,U75V的IHE超过了50%,U78CrVH的IHE超过了70%,此时材料的塑性损失较为明显,材料发生了明显的氢脆现象。在断口中未发现沿晶裂纹,以解理特征为主。与U75V相比,U78CrVH钢的断口特征变化在充氢前后更加明显,这表明强度提升后的珠光体钢的氢脆敏感性也显著增加。这是由于U78CrVH钢中含有更高的碳成分、更多的渗碳体-铁素体界面及位错,与内部局部较高的应力场交互作用形成氢的高度偏集所致。

UIC60与CHN60钢轨性能比较

阐述当前钢轨的三大问题，用一系列数据比较了ＵＩＣ６０和ＣＨＮ６０钢轨的各种性能，认为大量引进ＵＩＣ６０钢轨产品不尽适宜。

支持向量机在地铁车站深基坑围护结构变形预测的应用

利用支持向量机理论对深基坑支护结构的变形量进行分析和预测,建立了预测支护结构最大变形量的支持向量机预测模型。预测结果表明,该预测模型有很高的预测精度,并应用于南京市某地铁站实际工程。

U20Mn和U78CrVH高强钢轨氢脆敏感性试验研究

利用氢热分析(TDS)试验研究了贝氏体钢轨U20Mn(轧制后250~280℃回火10 h以上)和在线热处理钢轨U78CrVH试样的氢吸附特征。同时,采用电化学预充氢及慢应变速率拉伸试验(SSRT)研究了光滑拉伸试样的氢脆敏感性,并利用扫描电子显微镜(SEM)观察了试样的断口形貌。结果表明:以相对断面收缩率损失率表征的氢脆敏感性指数,U78CrVH为63%,U20Mn为31%;U78CrVH断口形貌由解理+韧窝演变为穿晶+解理断裂,U20Mn钢断口形貌特征则变化不明显,为准解理+韧窝形貌。分析认为电化学充氢后U78CrVH钢中的氢基本被可逆氢陷阱所捕获,而U20Mn钢除大部分被可逆氢陷阱吸附外,仍有少部分氢被残余奥氏体等不可逆氢陷阱所吸附,这种氢吸附特征是在相同氢含量下,U20Mn钢较U78CrVH钢具有较低氢致塑性损失的主要原因之一,但在相同充氢条件下,U20Mn钢吸附的氢含量明显地高于U78CrVH钢,这种氢吸附特征对钢轨实际服役行为的影响有待深入分析。同时,对于U20Mn贝氏体钢轨而言,发生氢脆的过程更加复杂,尤其应重视钢中氢含量的控制和钢中亚稳态残余奥氏体对氢脆敏感性的影响。

移动闪光焊接头断裂原因及预防措施

某客运专线运营初期,移动闪光焊接头发生了多起断裂事故。为明确接头的断裂原因,采用宏观形貌观察、扫描电镜观察、能谱分析、金相组织分析、化学成分分析等手段,结合现场实际运行情况对断裂焊接接头进行了分析。结果表明:焊接接头轨腰熔合线处由于焊接时进入氧气形成了氧化物,使其冶金结合力降低而产生了未焊合缺陷,是造成焊接接头横向断裂的主要原因;冬季温度拉应力较大,在缺陷处产生应力集中,是导致钢轨在服役初期就出现大量断裂的原因。焊接时防止因空气进入而破坏保护气氛,同时适当提高加速闪光阶段的位移速度,可有效避免未焊合缺陷。

道岔可动心轨断裂原因及预防措施研究

某道岔可动心辙叉轨发生断裂。为明确其断裂原因,采用宏观形貌观察、扫描电镜观察、金相组织分析、显微及洛氏硬度分析、化学成分分析等手段,结合可动心轨加工工艺对其断裂原因进行综合分析。结果表明:断裂心轨属于疲劳断裂性质,裂纹萌生于轨底角一侧下表面加工痕迹处,此处存在双相区异常组织,使心轨的硬度、强度及抗疲劳性能降低,在裂纹源处受到应力集中作用时,易萌生疲劳裂纹并扩展,最终发生断裂。组织异常是发生断裂的主要原因,加工质量与受力状态是其影响因素。建议在心轨的制造加工过程中改变其加热方式,由加热炉改为电感应加热,可有效提高正火加热及冷却速率,缩小双相区的宽度,避免此位置发生伤损。

U71Mn钢轨闪光焊接头马氏体组织成因及处理措施

马氏体组织作为U71Mn钢轨闪光焊接头中的异常组织,会影响接头的安全性能,故需对其产生原因和处理措施进行研究。以未经正火处理的U71Mn钢轨闪光焊接头为研究对象,利用Gleeble-1500D热模拟试验机对其进行一次正火处理和二次正火处理,利用光学显微镜和扫描电镜对其热处理前后的显微组织和元素成分进行分析,探讨了马氏体组织在U71Mn钢轨闪光焊接头的分布规律和产生原因,提出了相应的处理措施,并进行了现场验证。结果表明,U71Mn钢轨闪光焊接头中马氏体的分布规律与C和Mn元素偏析具有一致性,马氏体主要出现在富锰富碳区,其中Mn含量可达母材的两倍以上;闪光焊会加剧U71Mn钢轨中的Mn元素偏析,正火处理对U71Mn钢轨闪光焊接头中Mn元素偏析的改善效果并不明显,但可加速C元素的扩散,从而在一定程度上减轻马氏体的出现程度;降低U71Mn钢轨中的Mn含量,并配以合适的正火处理,能够极大消除甚至避免闪光焊接头中马氏体的出现。