Cr和Si含量对重载铁路用75 kg·m^(-1)U77MnCrH钢轨组织与性能的影响

为开发适应重载铁路用高强韧、高硬度耐磨钢轨,按照C-Si-Mn-Cr成分设计体系进行U77MnCrH钢轨钢的成分设计和中试试验;基于中试试验的组织性能,筛选出组织性能较好的试验钢进行75 kg·m^(-1)U77MnCrH钢轨试制试验;使用金相显微镜、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、万能拉伸试验机及硬度计对75 kg·m^(-1)U77MnCrH钢轨试样进行组织性能分析。结果表明:随着Cr含量由0.26%增加到0.38%,钢轨钢试样中珠光体片层间距由165 nm减小到146 nm,抗拉强度和硬度均有提高,屈服强度R_(p0.2)与断后伸长率均有降低;随着Si含量由0.25%增加到0.45%,珠光体片层间距由165 nm减小到132 nm,断后伸长率和硬度均有提高,屈服强度R_(p0.2)明显增加,抗拉强度变化不大;0.45%的Si配合0.26%的Cr获得的钢轨珠光体更加均匀细小,片层间距分布更加均匀,力学性能与硬度匹配更好,抗拉强度达到1258 MPa,屈服强度R_(p0.2)达到845 MPa,断后伸长率达到13.0%,轨头顶面硬度达384 HBW,横断面硬度介于36.2~38.8 HRC。75 kg·m^(-1)U77MnCrH钢轨的各项指标对生产实践具有较强的参考价值。

U77MnCrH钢轨焊接及接头热处理工艺参数调试

根据热处理钢轨U77MnCrH的材质特点,结合U75V钢轨焊接及焊后热处理经验,使用GAAS80/580焊机、ZH600双中频正火机等焊接、热处理设备,采用预热闪光焊、双中频加热、喷风冷却工艺对U77MnCrH钢轨进行焊接和焊后热处理。通过对焊接过程参数、焊后热处理过程中加热、冷却参数的优化,可以得到合适的焊接、焊后热处理参数组合。在参数优化试验的不同阶段,结合落锤试验、金相、硬度检验及能谱成分分析结果,判定参数的适用性。试验结果表明:通过调整焊接和热处理工艺参数,可以获得性能良好的U77MnCrH焊接接头。