贝氏体钢U20Mn2SiCrNiMo产品及钢轨在曲线重载线路上的应用研究.docxVIP

重载铁路建设养护与安全研讨会贝氏体钢(U20Mn2SiCrNiMo)产品及钢轨在曲线重载线路上的应用研究张志强张绵胜李凯董志洪■-■J-‘_■一l刖旨随着国民经济建设的快速发展铁路用轨显得十分重要，与美国相比，在国土面积相近、人口差 距7倍的情况下，中国的铁路仅为美国铁路的三分之一，我国基础建设的薄弱已经明显制约了经济发展，因此国家加大了铁路建设力度，以缓解运输压力。就我国的钢轨使用情况而言，由于超负荷的运力导致换轨频繁，线路检查负担加剧，尤其在曲 线、重载线路有的钢轨使用仅半年就因磨损加剧而换掉，研究开发高强度、高韧性、抗冲击的耐磨钢轨成为冶金工作者的一项重要任务。北京特冶公司于2005年与北京局，清华大学和包钢合作，研制开发了高强度、高韧性的耐磨 贝氏体钢轨，北京特冶公司采用贝氏体钢轨加工制作完成组合辙叉和尖轨，在京包、石太、塑黄 及大秦线上使用之后取得了良好效果，其使用寿命较目前的道岔提高3倍以上，尖轨提高了8—10 倍以上，深受铁路部门的欢迎。2010年lO月，在塑黄线原平段小半径处铺设了一公里贝氏体试验轨，通过半年的运行，取得 了良好的效果，本文对贝氏体钢产品及钢轨在曲线，重载线路上的应用进行分析讨论。2贝氏体轨与珠光体钢轨性能对比2．1国际上钢轨状况国际上目前普遍使用的钢轨大致分两种，热轧态钢轨和淬火钢轨，轧态轨抗拉强度 780、1000Mpa，延伸率9’12％，硬度260’320HB，轨腰冲击功兰9．8J／cm2，此种轨主要用于高速铁路和普通线路上。其二为淬火轨其抗拉强度1200’1350Mpa，延伸率延伸率9’13％，硬度320’370HB、此种轨主要用在曲线和重载线路。另外法国蒂深公司于上世纪末进行贝氏体轨研究，目前尚未形成批量生产，日本新日铁开发出低碳马氏体钢轨，现仅限于研究阶段¨¨儿3儿州。2．2我国钢轨状况我国钢轨目前使用纳入铁标的为U71Mn和U75V两个钢种，轧态钢轨抗拉强度分别为 880’980Mpa，延伸率9％，硬度260’300HB，轨腰冲击功5’9J／cm2，由于冲击值太低铁标将此检验取消，热处理后抗拉强度1130’1250Mpa，硬度320’350HB。轧态轨主要用于一般线路，淬火轨用于曲线和重载线路。近期使用的时速大于250公里的高速轨主要是U71Mn类热轧钢轨。由于淬火轨难以满足重载线路的要求，时常出现剥离、磨耗和断裂现象，易造成行车安全事故， 现铁道部已下文停止使用，近两年在大秦线试用的强度1300Mpa的UTlMnCr和PG4两个钢种的热处理轨目前尚在考察使用中107重载铁路建设养护与安全研讨会3国际重载铁路发展对钢轨性能提出了更高要3．1世界铁路发展进入了一个崭新的时代具有高技术的铁路运输在世界范围内获得越来越多的认同。特别是以法国的TGV、德国的ICE 和日本的子弹头列车为代表的新型客运列车和重载列车的出现，特别是我国高速铁路得成功建成投产，向世人展示了现代化高技术铁路迷人的风采和广阔的发展前景。历史已经证明：高技术铁路运输有着比航空、公路运输更具潜力发展优势和生机。高速重载 铁路是个庞大的系统工程，它是集钢铁冶金、机械加工、车辆制造、电子技术、自动化控制技术、电力牵引技术等学科的成果。它是一个国家技术经济综合实力的代表。其突出特点是：高速、高效、安全和舒适。 2l世纪陆路运输中高技术运输将大展宏图，特别是：——用于城市间旅客运输的高速铁路——地下铁路为代表的城市轨道交通系统——用于运距超过400公里的大宗货物运输重载铁路 应指出的是：解决2I世纪城市间客运和货运交通问题最有效工具仍然是铁路，尤其是高速铁 路和重载铁路，它们在运输的高速度、高效率、安全性、舒适性、环境保护和大运量等诸方面，有着航空、航海和汽车运输无法比拟的优势。3．2重载铁路随着世界经济的快速发展，对大宗货物的运输问题，成为各国提高竞争力的主要途径。各国 纷纷研究重载铁路和发展重载运输。在重载运输方面，美国、加拿大、澳大利亚、南非、巴西、瑞典等国早在上个世纪初就开发了有关专有技术和机车，极大地提高了铁路劳动生产率。俄罗斯、印度等一些大国在重载运输方面并已取得良好的效果。具有关报道：目前世界上重载铁路最大轴重已达35．7t，正在积极研究39t轴重的可行性。目 前美国、加拿大、澳大利亚等重载铁路的轴苇普遍达到32．5t一35．7t；瑞典、巴西的重载列车轴重已提高到30t；南非重载列车轴重提高到丫26L(窄轨)；俄罗斯正在将重载货车轴重提高到27t，并加紧研究35t轴重的轨道部件。重载列车牵引质量普遍在2万t左右。美国、加拿大等重载单元列车牵引质量普遍由1。5万t 向1．8万t发展。南非、澳大利亚的重载单元列车牵引质量已超过2万t。澳大利亚BHP重载铁路已进行重载8．2万t铁矿石的重载单元列车试验。3．3世界钢轨钢的