建造铁路需要什么材料(铁路火车用铁素体不锈钢的材料分析)

Posted 2023-05-25

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建造铁路需要什么材料(铁路火车用铁素体不锈钢的材料分析)

　　铁路火车采用的铁素体不锈钢化学成分特点为碳≤0.03%、铬含量为10.5%-12.5%、镍含量为0.3%-1.0%。焊接粗晶区的马氏体组织含量和铁素体不锈钢碳含量有密切关系，碳含量提高，马氏体组织比例也会大量提升。此外马氏体量还和铁素体不锈钢的冷却速度有很大关系，一般冷却速度越快，得到的马氏体含量就越高。在焊接此类钢种时，为避免CGHAZ的晶粒长大，通常使用较低的焊接热输入。这样焊接过热区的冷却速度就会相对较快，获得的马氏体含量也就比较高。

　　在低合金钢的范畴，焊接热影响区如果存在马氏体组织通常是不利的，应当防止。为避免焊接产生马氏体组织或裂纹，一般都要对待焊部位做下预热。依据焊接学会和美国焊接学会提出专门的碳当量计算公式，按低合金钢成分计算出钢的碳当量，进而加强焊接预热温度，防止马氏体组织的生成。铁素体不锈钢的焊接过热区存在一定量的马氏体，但形态和形成条件与低合金钢比较存在较大差异。有关铁素体不锈钢焊接性研究目前所见报道较少，为此，本文是对几种不同成分的铁路货车用不锈钢进行焊接性能试验，针对其CGHAZ存在的金属显微组织形态、晶粒特点等进行了研究和分析，并进行了相应的力学性能试验。

　　实验用不锈钢TCS345的化学成分(质量分数，%)是0.012碳、0.51硅、1.09锰、0.010钛，4003的化学成分(质量分数，%)是0.027碳、0.56硅、1.70锰、0.26钛。它们的碳和钛含量相差较大，后者的碳与钛含量更高，其中，4003不锈钢的碳是TCS不锈钢的2倍以上。试验方法是对接焊，板厚达到6mm，开60°V型坡口，钝边1.5-2mm。焊接材料使用奥氏体不锈钢实心焊丝，保护气体使用97.5%Ar+2.5%CO2.焊接电压是24V，焊接电流190A-220A，焊接速度是490-510mm/min，热输入为6.6kJ/cm。

　　在铁路货车用铁素体不锈钢领域，增加碳含量会直接提高CGHAZ马氏体含量。铁路货车用铁素体不锈钢CGHAZ马氏体和普通低合金钢相比较区别较大。因为铁素体不锈钢CGHAZ马氏体的硬度比较低，一般仅有350HV左右;此外对焊接接头的韧性影响也比较低。影响铁路货车用铁素体不锈钢CGHAZ韧性与接头整体疲劳强度的主要因素是晶粒度。碳含量比较高的时候晶粒度也比较高，尽管马氏体含量会增加，不过不利影响也不大，因为晶粒比较细，所以韧性和疲劳强度也增强。