国内外高速铁路钢轨性能对比研究.pdf

第 36卷 ，第4期 中 国 铁 道 科 学 Vo1．36 No．4 2015年 7月 CHINA RAILWAY SCIENCE July，2015 文章编号：1001—4632 (2015)04-0020-07 国内外高速铁路钢轨性能对 比研究 张银花 ，周清跃 ，鲍 磊 ，高怡斐 ，陈朝阳 ，李 闯 (1．中国铁道科学研究院金属及化学研究所，北京 100081； 2．钢铁研究总院，北京 100081) 摘 要：为进一步提升我国高速铁路钢轨的性能，对比分析法国、德国、日本和我国高速铁路钢轨的技术 标准、生产设备和工艺，以及试样的理化性能、几何尺寸和平直度等。结果表明：我国高速铁路钢轨的技术标 准已跻身世界先进行列，钢轨的生产设备和工艺也已达到国际先进水平 ；国内外高速铁路钢轨的有害元素、氢 氧氮含量、脱碳层、非金属夹杂物、硬度等均大致相当；我国U75VG钢轨的抗拉强度略高，而断后伸长率、断 裂韧性和疲劳裂纹扩展速率略低，但均满足技术标准的要求；建议在非金属夹杂物、脱碳层深度、残余应力、 轨端平直度等方面进一步提升我国生产高速铁路钢轨的工艺技术水平，并深入开展高速铁路钢轨成分优化、非 金属夹杂物控制技术等方面的研究。 关键词：钢轨；技术标准；生产设备；工艺；性能；高速铁路 中图分类号：U213．41 文献标识码：A 法国、德国、日本是高速铁路发展较早也比较 上 T型钢轨》于 1994年提出，2003年正式颁布实 发达的国家，相应的高速铁路钢轨技术也最为先 施，2007和2011年进行了修订。欧洲钢轨标准中 进 。欧洲标准化委员会用了 10多年的时间起草制 规定了钢轨的23个断面、9个珠光体钢种、2种断 定的欧洲钢轨标准，被公认是 目前世界上最先进的 面公差 (X级、Y级)及 2种平直度等级 (A级和 钢轨标准之一[1]。法国、日本等均采用炉外精炼、 B级)，并首次对钢轨中的残留元素、氢氧氮含量、 真空脱气、大方坯连铸、万能法轧制、平立复合矫 非金属夹杂物、脱碳层、断裂韧性、残余应力及钢 直、集中检测等先进技术和工艺生产钢轨，确保钢 轨外观 (包括几何尺寸公差、轨端和轨身平直度、 轨性能l2。]。日本钢轨的标准要求虽然低于欧洲标 表面缺陷)等提出了定量要求，同时对钢轨生产的 准，但是其实物性能水平居世界前列。近些年来， 过程和设备提出了相应的规定，是当今世界上先进 我国高速铁路大规模、快速建设，钢轨供货量已超 的钢轨标准之一。除了该钢轨标准外，欧洲钢轨标 过 400万吨，居世界首位。随着具有 自主知识产权 准体系还包括道岔钢轨标准和护轨标准等。 100m钢轨的研制成功及配套技术的逐渐成熟和完 日本钢轨标准JISE1101 《普通钢轨》制订于 善，我国高速铁路钢轨性能有了质的飞跃。 1953年，2001年进行重大修订时纳入 了日本道岔 本文对国内外高速铁路钢轨的性能控制及实物 用特殊断面钢轨和部分欧洲钢轨标准中规定的钢 性能进行对比，给出我国高速铁路实物性能的综合 种，并将标准名称修改为 《热轧平底钢轨及道岔用 评价；找出与国外高速铁路发达国家存在的差距； 特殊断面钢轨》。该标准的文章结构接近于国际标 提出进一步提高我国钢轨性能的改进措施和建议。 准 Is05003 《未热处理平底钢轨和道岔用特殊断 面钢轨一订货技术要求》，并于2006年进行了再次 1 国内外高速铁路钢轨性能控制对比 修订[4]。除了该钢轨标准外，日本钢轨标准体系还 包括端部热处理钢轨标准和热处理钢轨标