稀土在BNbRE重轨钢中的作用机制

通过化学分析、金相观察和理论分析,研究了稀土在BNbRE重轨钢中的存在状态和含量的变化规律,以及它对钢的硫化物夹杂、微观组织和性能的影响机制。研究发现,对于BNbRE重轨钢,加入大量的稀土并不能增加钢中固溶稀土的含量,固溶稀土的含量均保持在0.0012%以下。少量的固溶稀土可以细化BNbRE重轨钢的奥氏体晶粒和珠光体片层结构。在本实验条件下,BNbRE重轨钢的最佳稀土加入量约为0.02%,此时BNbRE重轨钢的塑性和冲击韧性得到显著提高。

高速铁路用钢轨生产技术

采用铌稀土(BNbRE)钢种,进行了钢的高纯净度、无缺陷连铸坯、高精度轧制、在线检验及相关技术研究,形成高级别钢轨生产工艺。结果表明:生产的钢轨能够满足《时速200公里客运专线60 kg/m钢轨暂行技术条件》的技术指标。

空气射流冷却条件下BNbRE钢轨温度场分布

采用Fluent软件,基于标准k-ε湍流模型对BNbRE钢轨在空气射流冷却过程的流场和温度场进行了有限元模拟,讨论了不同冷却风速(100、200 m/s)下钢轨二维模型的温度场及传热特性变化规律。结果表明:随着风速提高,钢轨表面传热系数增大,换热效果增强;对于风速为100 m/s的情况,当冷却时间达到80 s时,上部射流与壁面冲击后产生的贴壁气流分散到两侧,会影响下部射流方向;当风速为200 m/s,冷却时间为40 s时,贴壁气流已明显影响了两侧下部射流;将风速从100 m/s提高到200 m/s后,钢轨的冷却速率明显加快,表面终冷温度从543℃降至358℃,平均冷却速率也由2.55℃/s增加至4.42℃/s,这对于满足钢轨淬火冷却工艺的要求,从而控制最终组织具有重要理论指导意义。