提升碳含量强的QU70道轨钢轨的纯净度
碳含量qu70道轨对于钢轨钢生产,既要保证其具有足够高的强度,又要致力于提高其韧性。为此,不能靠单独提高含碳量,而是应该采取合金化的途径,即发展中碳多元合金化高强度高韧性钢轨钢。钢轨淬火是提高钢轨强度、韧性、耐磨性,延长使用寿命的有效途径。国外热处理钢轨的实际碳质量分数:日本为0.76 %~ 0.81 %,俄罗斯为0.71 %~0.80 %,卢森堡为0.78 % ~ 0.82 %,英钢联为0.76 %~ 0.77 %,奥钢联为0.75 %~ 0.81 %,碳质量分数最大波动范围为0.09 %,最小为0.01 %。我国钢轨:U74 的碳质量分数为0.67 %~ 0.80 %,U71Mn 为0.65 % ~ 0.77 %,PD3 为0.70 %~ 0.78 %,BNbRE 为0.70 %~ 0.82 %,最大波动范围0.13 %,最小为0.08 %。由于碳含量波动范围大,淬火工艺参数难以控制,不能充分发挥淬火的技术优势,钢轨的内在性能未能通过淬火充分发挥出来,甚至稍有不慎就会出现马氏体。因此,碳含量波动范围应进一步减小。
硫、磷含量
提高qu70道轨纯净性必然伴随着钢轨成本的提高,因此不同线路用钢轨往往对纯净性的要求不同。众所周知,钢中有害元素P 、S 含量可以从一个侧面反映对纯净性的要求,日本JIS 钢轨标准规定,抗拉强度等级为687 MPa 和736 MPa 的钢轨,要求w [ P] ≤0.045 %,w[ S] ≤0.05 %,而对抗拉强度等级为804 MPa 的钢轨,要求w [ P] ≤0.03 %,w [ S] ≤0.025 %。EN 钢轨标准规定:对轨头表面硬度为200HB 的钢轨,P 、S 质量分数不大于0.035 %;对轨头表面硬度为220 ~ 260HB 的钢轨,P 、S 质量分数≤0.025 %;而对合金轨及热处理轨则要求w [ P] ≤ 0.020 %,w [ S] ≤0.025 %。
提高道轨纯净度可以进一步提高钢轨接触疲劳性能,减小钢轨使用中核伤的出现概率。目前国外先进国家钢轨硫、磷含量比较低,而我国目前还规定为w [ S] ≤0.040 %,w [ P] ≤0.035 %,需要进一步降低S 、P 含量,qu70道轨向国际标准靠拢。
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