56Nb钢铁道接头夹板热轧及热处理工艺制度研究

论文摘要

铁道接头夹板（简称鱼尾板）是连接钢轨接头的重要部件,其质量好坏将直接影响到铁路运输的安全。该部件原用B6 和B7 钢制造,但随着现代铁路向高速、重载及高密度运输方向发展,这两种材料已经不能满足现状。1988 年由铁道部物资局、工矿局提出,鞍钢研究所和中型厂负责研制的56Nb 微合金钢（平炉冶炼）鱼尾板经过三年的工业试制和运用考核后于1991 年由原冶金部组织鉴定,确认56Nb 钢鱼尾板达到了但是处于国际上先进的前苏联和日本的实物水平。本论文在总结了含铌微合金钢的发展历史后,介绍了控制轧制和控制冷却技术、国内外鱼尾板材料的研究和使用状况、鱼尾板用钢的冶炼及其化学成分、组织和性能等方面的概况。继而,对鱼尾板的结构设计、服役条件、应力状态和失效原因等作了分析。从1997 年以来,我国铁路先后五次大提速,铁路运输随着国民经济的快速发展也日趋繁重,对铁路路段又提出了更高的要求,当然,对鱼尾板也不例外。为了使成都铁路局重庆铁路机械厂生产出的鱼尾板能更好的满足西南地区气候变化大、潮湿、桥梁和山洞多特点的需要,由他们协调,校方技术参与,和原重庆特钢第一冶炼分厂及现华隆轧钢厂协商后确定出生产56Nb 鱼尾板的工艺原则（排除结构设计因素）是:1.采用八吨三相电弧炉冶炼的56Nb 钢;2.开坯后立足华隆轧钢厂的设备,尽可能实现对56Nb 钢鱼尾板的最大程度 的控制轧制和控制冷却。显然,本论文工作的目的是使生产出的56Nb 钢鱼尾板材料的质量得以提高,满足新世纪我国西南地区铁道运输快速发展的急需。在56Nb 钢鱼尾板材料的开发过程中,利用三相电弧炉冶炼该钢种可以保证较平炉钢更高的纯净度,这为微合金化的效果打下了很好的基础和保证。但本论文工作中的关键是原属重庆特钢的华隆轧钢厂的轧制设备较为陈旧,实现优良的控制轧制困难很大（控制冷却容易些）。基于此,经过分析、比较和讨论,我们将56Nb钢坯初轧温度定为1050-1150℃,而终轧温度定为≥900℃;减面率相当于Φ180mm圆钢减为Φ70mm 圆钢;整个轧制时间≤180 秒钟范围,控制过程中尽可能缩短每一道次间的间隙时间;轧完后用70℃热水冷却至约550-600℃后,提出热水,再于罩式炉内进行560℃2 小时回火,然后定尺供需厂方。为了考核立足重庆华隆轧钢厂的设备（600 轧机和350 轧机）而制定的56Nb钢鱼尾板材料的控轧工艺是否恰当,控轧程度有多大,效果如何。我们近三年以

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 含Nb 微合金钢的发展历史
• 1.2.1 Nb 及其历史
• 1.2.2 微合金化技术
• 1.2.3 Nb 作为微合金化元素的特点
• 1.3 控制轧制及控制冷却技术
• 1.3.1 控制轧制及控制冷却技术的发展历史
• 1.3.2 控制轧制的主要轧制方法
• 1.3.3 控制轧制及控制轧制工艺的优点
• 1.4 我国鱼尾钢使用现状
• 1.5 国内外鱼尾板板研究现状
• 1.6 本文研究的主要内容
• 2 鱼尾板失效分析
• 2.1 服役状况及失效特点
• 2.2 失效机理
• 2.2.1 裂纹的起源
• 2.2.2 裂纹的扩展
• 2.3 失效分析
• 2.3.1 材质分析
• 2.3.2 环境的影响
• 2.3.3 使用和养护条件的影响
• 2.4 改进途径
• 2.4.1 改善3 个主要因子
• 2.4.2 改善材质
• 2.4.3 改变接头设计方式
• 2.4.4 减少接头病害
• 2.4.5 改楔形为铰型结构
• 2.5 本章小结
• 3 工艺试验
• 3.1 工艺流程
• 3.1.1 工艺流程
• 3.1.2 冶炼
• 3.1.3 开坯
• 3.1.4 成型轧制
• 3.1.5 热处理
• 3.2 控制轧制
• 3.2.1 控制轧制
• 3.2.2 控制轧制的效果
• 3.2.3 Nb 的作用
• 3.3 热处理制度分析
• 3.3.1 56Nb 钢CCT 曲线
• 3.3.2 Nb 对组织和热处理的影响
• 3.4 本章小结
• 4 金相分析
• 4.1 制样
• 4.2 硬度测试
• 4.3 金相分析
• 4.4 讨论
• 5 性能测试
• 5.1 化学成分
• 5.2 力学性能
• 5.3 表面质量
• 5.4 冷弯试验
• 5.5 冲击试验
• 5.5.1 试样制备及实验结果
• 5.5.2 SEM 分析
• 5.6 TEM 分析
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附:作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
• 独创性声明
• 学位论文版权使用授权书