鐵路貨車車軸微合金鋼的研究與開發(fā).pdf

1、鐵路作為傳統(tǒng)的運輸業(yè),其能力和效率直接影響著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,在交通運輸中占有主導(dǎo)地位。車軸是鐵路貨車的重要零部件之一,其質(zhì)量與鐵路運輸安全密切相關(guān)。隨著鐵路貨車提速重載的發(fā)展,2008年發(fā)生了“5.29”、“7.21”兩起鐵路貨車?yán)淝休S事故；現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)TB/T2945-1999中LZ50鋼已經(jīng)不能滿足要求。為此,由中國鐵道科學(xué)研究院金屬及化學(xué)研究所提出了《鐵路貨車新材質(zhì)車軸技術(shù)研究開發(fā)攻關(guān)規(guī)劃(征求意見稿)》,目標(biāo)是提高車軸強(qiáng)度及綜合力

2、學(xué)性能,同時其常態(tài)下疲勞性能、腐蝕疲勞性能均應(yīng)優(yōu)于現(xiàn)有LZ50鋼車軸。
　　 論文研究的目的是通過研究獲得的新材質(zhì)車軸,其各項指標(biāo)達(dá)到鐵道部的基本要求,且有一定的富余量,滿足大批量生產(chǎn)時控制的要求。
　　 論文首先介紹了國內(nèi)外鐵路貨車車軸的現(xiàn)狀、微合金化的發(fā)展優(yōu)勢、淮鋼長流程生產(chǎn)線各個主要生產(chǎn)工藝以及車軸坯取樣部位和熱處理制度；其次參照各種文獻(xiàn)確定加入的微合金元素的種類和針對鐵道部對新材質(zhì)車軸的基本要求,做了一系列的工業(yè)

3、試驗,確定加入微合金的數(shù)量；再次,試制成一爐合格的車軸用新材質(zhì)鋼坯；將其委托給車軸廠加工成RE2B型和RD2型車軸；通過分析新材質(zhì)車軸,確認(rèn)新材質(zhì)車軸符合鐵道部的要求。
　　 論文的主要結(jié)論:由于車軸的斷面較大,且采用鍛制方式生產(chǎn),所以主要依靠V的沉淀強(qiáng)化而非傳統(tǒng)的控軋控冷工藝對工件的強(qiáng)化；釩的氮化物和碳化物可以在低溫奧氏體區(qū)能充分溶解,對控制奧氏體晶粒不起作用,鈦的氮化物可以在高溫下控制晶粒尺寸,因此,加入Ti控制鋼的奧氏體晶

4、粒度。由于采用轉(zhuǎn)爐冶煉和RH真空脫氣,導(dǎo)致鋼中的N含量在40PPm-50PPm之間,在奧氏體中形成(Ti,V)N析出相使鋼中有效釩量下降,而且在V-Ti鋼中可能較早地出現(xiàn)了珠光體轉(zhuǎn)變,這些因素都降低了V的析出強(qiáng)化效果；為了將鋼的強(qiáng)度提高10％以上,并且保證其塑性不變,需要加入V0.030-0.10％和Ti0.020-0.060％；可以添加Cr0.20-0.30％,節(jié)約成本和增強(qiáng)鋼的腐蝕疲勞性能。車軸檢驗結(jié)果表明:新研究開發(fā)的鋼的化學(xué)成分

5、(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為C0.50-0.57％、Si0.17-0.40％、Mn0.60.1.00％、Cr0.20-0.30％、Al0.02-0.06％、Ti0.020-0.060％、’V0.030-0.1 O％、S≤0.010％、P≤0.020％、Cu≤0.20％、[O]≤0.0015％、[N≤0.0060％；采用該鋼制造的新型微合金鋼車軸,強(qiáng)度高、塑性好,疲勞性能優(yōu)于現(xiàn)有的LZ50鋼車軸,其各項性能滿足《鐵路貨車新材質(zhì)車軸技術(shù)研究開發(fā)攻關(guān)規(guī)劃(