高性能转向架用钢动态CCT曲线及组织研究

为优化新型高性能转向架用钢的热处理工艺提供理论依据,采用Gleeble-1500D型热模拟试验机测定了高性能转向架用钢在不同冷却速度下的膨胀曲线,结合金相-硬度法绘制出该钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线)。分析了在不同冷却速度连续冷却时的组织转变,剖析了冷却速度与组织及硬度的关系。依据测得的CCT曲线,确定高性能转向架用钢的正火温度范围在A C3(865℃)以上30~50℃,且冷却速度在1.0~2.0℃/s时,可获得细小均匀的层片状珠光体。

国内高速列车转向架用钢的发展

对国内铁路列车转向架用钢从1950年至2010年的材质变化和性能要求进行了概述;同时对铸钢和焊接式转向架用钢的化学成分设计、强度级别、耐大气腐蚀性能等进行了简要介绍;着重对现有高速列车转向架用钢的低温韧性、耐大气腐蚀性能、焊接性能和疲劳性能的研究现状进行了梳理。

高铁转向架用钢G390NH在模拟海洋和工业大气环境下的腐蚀行为及产物演化规律

通过周浸实验结合腐蚀动力学、常规电化学、微观形貌及腐蚀产物成分分析等方法,研究了在模拟加速海洋和工业大气环境下高铁转向架用钢G390NH的腐蚀行为和产物层的演化规律。结果表明,与SO^(2-)_(3)相比,Cl^(-)具有更强的穿透能力,生成的锈层以非稳态的Fe_(3)O_(4)和γ-FeOOH为主,该锈层并不能提供非常有效的防护,造成钢的腐蚀速率始终大于6 g/(m^(2)·h)。在酸性SO^(2-)_(3)环境中,内锈层中富集了耐蚀的Cu,促进了α-FeOOH的生成,增加了锈层在酸性SO^(2-)_(3)环境中的抗腐蚀能力。

热轧工艺对390MPa级高铁转向架用钢组织性能影响

高铁转向架的服役要求其屈服强度不低于390 MPa,抗拉强度不低于510 MPa,-40℃低温冲击功不低于34J,满足30年服役寿命。研究设计了一种具有高韧性、耐腐蚀和易焊接的试验钢化学成分,通过控制轧制和控制冷却方法,调整其组织和力学性能。经过拉伸试验、冲击试验、扫描电镜对试验钢的力学性能和显微组织进行了检测与分析。结果表明,390MPa高铁转向架用耐候钢的成分设计合理,各项力学性能符合要求,其中当终轧温度为850℃、以7℃/s的冷速冷却至550℃时综合性能最好,屈服强度为487MPa,抗拉强度为596MPa,-40℃低温冲击功为216J。

低温下转向架钢Q355NHC冲击韧性和断口特征研究

通过V型缺口夏比冲击实验研究了20^-60℃Q355NHC转向架用钢不同取向的低温冲击韧性。采用扫描电镜观察断裂面的形貌,对比分析不同取向试件在20、-25、-50、-60℃下的冲击性能与断口分离形貌,分析Q355NHC转向架用钢断口和冲击功与温度、取向和分层裂纹的耦合作用。结果表明:Q355NHC钢板存在明显的各向异性,L-T取向对低温的敏感程度较大,存在明显的低温脆性;较大尺寸的非断口分层区抛物线性韧窝与等轴韧窝的形成有利于提高母材的韧性。断口分层区由里向外断裂方式依次是准解理断裂、滑移分离与韧窝断裂,这种特征在分层裂纹不同位置呈现交互出现的现象,并且分层裂纹的存在可提高材料的低温冲击韧性。

高速列车转向架构架用Nb-Ti微合金化钢板的研制

通过铁水预处理-260 t BOF-LF-RH-170mm板坯连铸-轧制流程,结合相应的控轧控冷工艺终轧850℃快冷至720℃空冷,成功研制12mm高速列车转向架构架用钢板(/%:0.09C,0.28Si,1.12Mn,0.020P,0.006S,0.58Cr,0.25Ni,0.32Cu,0.045Nb,0.030Ti),低温韧性优异(-60℃冲击功166~255 J),各项指标满足YB/T 4684-2018要求;显微组织为大量多边形铁素体和少量珠光体;钢板耐大气腐蚀指数I为6.3~6.7,在72 h周期浸润腐蚀试验中相对于Q345B的腐蚀速率为54.7%,锈层表面致密,耐大气腐蚀性能良好。

多次补焊对SMA490BW钢焊接过热区冲击性能的影响

通过焊接热模拟及焊接接头多次补焊试验,分析了转向架SMA490BW钢焊接过热区多次补焊后的组织与冲击性能变化。结果表明:SMA490BW钢经历3次及以上峰值温度为1320℃的焊接热循环后,过热区形成粗大的魏氏组织,导致冲击性能显著降低。为此,在接头返修时,根据缺陷尺寸及位置,若将挖补区限制在焊缝内部,且离开熔合线一定距离,多次补焊后再进行(590±15)℃×2h退火处理,则过热区冲击性能明显改善,并优于焊态下过热区的冲击性能。

355MPa级转向架构架用钢连续冷却转变行为

高速动车组转向架构架对高速动车组的运行品质、行车安全起到至关重要的作用。为向355MPa级转向架构架用钢的工业试制提供指导,在Gleeble-3800热模拟试验机上进行了热模拟试验,结合热膨胀法和金相-硬度法,绘制了355MPa级转向架构架用钢动态连续冷却转变曲线,研究了试验钢在连续冷却条件下的显微组织演变规律。结果表明,冷速小于1℃/s时,其组织主要为多边形铁素体和珠光体;冷速大于5℃/s时,贝氏体类组织快速增加;冷速达到50℃/s时,为板条贝氏体组织。因此,对于355MPa级转向架构架用钢,冷速控制在1~5℃/s较为适宜,其组织主要由比例适中软硬性相结合的铁素体、珠光体和贝氏体构成,可以获得优良的强韧性匹配。