包鋼U75V鋼軌在線熱處理工藝及性能研究.pdf

1、隨著科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鐵路的高速化、重載化已經(jīng)成為世界鐵路發(fā)展的主要趨勢(shì)，而這對(duì)鋼軌性能和壽命提出了更高要求。鋼軌在線熱處理是強(qiáng)化鋼軌性能最經(jīng)濟(jì)有效的手段，也是今后重載鋼軌發(fā)展的必然趨勢(shì)，在線熱處理鋼軌工藝研究可以為鋼軌在線熱處理實(shí)際生產(chǎn)提供理論依據(jù)。
　　本文以包鋼軌梁廠生產(chǎn)的U75V軋態(tài)鋼軌為研究對(duì)象，結(jié)合熱膨脹法和金相法，利用Formastor-F全自動(dòng)相變儀測(cè)量研究U75V鋼軌鋼的CCT和TTT曲線；通過(guò)MMS-200熱力

2、模擬試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行不同工藝參數(shù)下的熱模擬試驗(yàn)研究；利用在線熱處理模擬實(shí)驗(yàn)裝置模擬研究現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)中的熱處理工藝。
　　通過(guò)對(duì)U75V鋼軌鋼的CCT曲線、TTT曲線及相應(yīng)的組織和硬度的研究，結(jié)果表明：U75V鋼的珠光體轉(zhuǎn)變臨界最大冷卻速度為6℃/s，當(dāng)冷卻速度小于6℃/s時(shí)，組織為片狀珠光體和少量鐵素體，此時(shí)增大冷速可使珠光體得到細(xì)化；U75V鋼的硬度隨冷卻速度的增加而增大。U75V鋼發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變的最佳溫度為525℃，此時(shí)珠光體轉(zhuǎn)變的孕育

3、期和轉(zhuǎn)變時(shí)間均最短，且形成的珠光體也最細(xì)；結(jié)合實(shí)際珠光體轉(zhuǎn)變的工藝時(shí)間，允許珠光體轉(zhuǎn)變的溫度范圍為525~600℃。
　　通過(guò)對(duì)不同熱處理工藝下試樣的組織和硬度進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，終冷溫度對(duì)組織和硬度影響較大，終冷溫度為570℃和600℃時(shí)，U75V鋼中過(guò)冷奧氏體全部轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，隨著終冷溫度的升高，硬度值均呈減小趨勢(shì)。終冷溫度低于570℃時(shí)，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物中有貝氏體或馬氏體產(chǎn)生；當(dāng)終冷溫度為570℃時(shí)，冷卻速度和等溫時(shí)間對(duì)熱處理試樣的組織和

4、硬度無(wú)明顯影響。因此確定合理工藝參數(shù)范圍是：快冷冷速為8~15℃/s，終冷溫度為570~600℃，等溫時(shí)間為≥5s。
　　通過(guò)對(duì)U75V鋼軌進(jìn)行在線熱處理模擬實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，以9℃/s的冷速將鋼軌踏面溫度從900℃降至350℃的熱處理工藝，其溫度可控性好，組織為珠光體和少量鐵素體，沒(méi)有馬氏體等異常組織產(chǎn)生，軌鋼硬度、強(qiáng)度和延伸率均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，而且硬度分布均勻，被確定為是最優(yōu)在線熱處理“工藝窗口”。
　　通過(guò)工業(yè)化調(diào)試生產(chǎn)進(jìn)一步驗(yàn)