国产PD3钢轨与进口钢轨材质性能的对比研究.pdfVIP

第2 4 卷 , 第6 期 　　　　 　　　　　中 国 铁 道 科 学 Vol24 No6 　 2 0 0 3 年 1 2 月 　　　　　　　　 　CHINA RAILWAY SCIENCE December , 2003 　 文章编号 : (2003) 国产 PD3 钢轨与进口钢轨材质性能的对比研究 1 2 2 2 周清跃 , 张银花 , 陈朝阳 , 周镇国 ( 1 铁道科学研究院 研发中心 , 北京 　100081 ; 2 铁道科学研究院 金化所 , 北京 　100081) 　　摘 　要 : 按照 “时速 200 km 客运专线 60 kg ·m - 1 钢轨暂行技术条件”的要求 , UIC900A 、攀钢 PD3 及鞍钢 PD3 的钢轨材质性能进行对比研究 。结果表明 , 三种钢轨的化学成分 , H , O 含量 , 非金属夹杂物 , 低倍及显微组织 、 断裂韧性 、裂纹扩展速率 、拉压疲劳以及轨底残余应力均符合 “暂行技术条件”的要求 。力学性能指标超过规 定值 , 鞍钢 、攀钢产 PD3 轨的 KIC 基本相当 , 而 UIC900A 钢轨的低温 KIC 稍高于国产 PD3 钢轨 ; PD3 轨钢的拉压 疲劳极限比UIC900A 高出约 5 % ; 攀钢 PD3 钢轨轨底残余应力较鞍钢 PD3 钢轨略高 , 而 UIC900A 钢轨最低 。另 外 , 进口钢轨的脱碳层深度较浅 , 攀钢钢轨脱碳层较为稳定 , 而鞍钢钢轨脱碳层有的炉次超过了 “暂行技术条 件”的规定 。 　　关键词 : 钢轨 ; 材质 ; 对比试验 　　中图分类号 : U21341 　　文献标识码 : A 面上 , 根据 GB 10561 中规定的ASTM 评级图 , 采用 1 　试验内容及方法 方法 A , 评定钢轨中的非金属夹杂物 。 　　根据发展客运专线及高速铁路的需要 , “时速 疲劳裂纹扩展速率试验条件为 : 室温环境 , 应 200 km 客运专线 60 kg ·m - 1 钢轨暂行技术条件”和 力比 R = 05 , 加载频率为 15 Hz～20 Hz , 采用挠度 “时速 300 km 高速铁路 60 kg ·m- 1 钢轨暂行技术条 法进行测定 。 件”首次对轨钢中残留元素 , 氢 、氧 、氮含量 , 轨 根据 G “金属轴 向疲劳试验方法 ” 头顶面硬度 , 脱碳层深度 , 非金属夹杂物 , 疲劳裂 的规定进行 SN 疲劳曲线的测定 , 采用成组法测定 纹扩展速率 d adN , 试样拉压疲劳 , 断裂韧性 KIC 高载荷下的 SN 数据 , 采用升降法测定材料的条件 以及轨底残余应力等提出了定量的要求 。本文从秦 疲劳极限。试验在室温条件下 , 在 MTS 上进行 , 试 沈客运专线钢轨中取样进行上述各项性能的对比试 验频率 30 Hz , 轴向循环载荷 , r = - 1 。 验 。其试样取样部位及尺寸均采用 “暂行技术条 采用锯切法测定残余应力 , 其测点布置见文献 件”的规定 。 [4 ] 。 采用化学分析法 , 从轨头取 3 点钻屑 (钻头直 2 　试验结果及讨论 径 8