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U76CrRE重轨钢的滚动接触疲劳/磨损复杂交互行为

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工程科学学报 2024年第11期46卷 2000-2009页

作者：岑耀东郭曜珲徐传娟王海燕包喜荣陈林内蒙古科技大学材料科学与工程学院包头014010 内蒙古第一机械集团有限公司包头014010

为了明确珠光体钢轨在滚动接触疲劳/磨损交互载荷下的伤损及表层微观组织演变规律.本文以轧态、热处理态的珠光体重轨钢U76CrRE为研究对象,采用滚动摩擦磨损试验机、激光共聚焦显微镜(LSCM)、扫描电镜(SEM)、背散射衍射仪(EBSD)对无预... 详细信息

为了明确珠光体钢轨在滚动接触疲劳/磨损交互载荷下的伤损及表层微观组织演变规律.本文以轧态、热处理态的珠光体重轨钢U76CrRE为研究对象,采用滚动摩擦磨损试验机、激光共聚焦显微镜(LSCM)、扫描电镜(SEM)、背散射衍射仪(EBSD)对无预制裂纹和有不同深度预制裂纹的钢轨磨损量、表面伤损、变形层、裂纹萌生及扩展进行测定和观察分析,结果表明,当无预制裂纹或预制裂纹深度小于磨损层时,轧态和热处理态钢轨均以磨损失效为主,但轧态钢轨的磨损量及变形层大于热处理态,其近变形层区域珠光体中的铁素体细化,与同样细化成小颗粒的渗碳体杂糅在一起,铁素体晶粒以小角度晶界为主,但随着距表层距离的增加,铁素体晶粒的大角度晶界比例逐渐增加,其裂纹呈现出角度大、深度深和长度小的特点,而热处理态钢轨的裂纹呈现出角度小、深度浅和长度大的特点,裂纹扩展趋势比轧态钢轨显著.当预制裂纹深度大于磨损变形层时,预制裂纹会使钢轨提前结束磨损机制,促进疲劳裂纹的产生并迅速扩展,导致疲劳失效加快,裂纹呈现出角度大、深度深和长度大的扩展趋势,使得轧态和热处理态钢轨均以疲劳失效为主,其中轧态钢轨的裂纹扩展趋势比热处理态显著.当轧态和热处理态钢轨在与硬度较高的车轮钢匹配时,裂纹角度、深度和长度都比与硬度较低的车轮钢匹配时显著.

关键词：重轨钢疲劳磨损裂纹组织

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凝固组织对重轨钢铸坯中MnS的影响

钢铁钒钛 2024年第5期45卷 151-157页

作者：李红光徐明丽何为王章印昆明理工大学冶金与能源工程学院攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司钒钛资源综合利用国家重点实验室

采用电化学腐刻与Aspex扫描相结合，检测了重轨钢铸坯不同位置的MnS尺寸形貌，研究了凝固组织对MnS的影响。结果表明，凝固组织由混晶转变为粗大等轴晶时，3～5μm的MnS颗粒数量比例降低，而≥10μm的颗粒数量比例则明显增大。从距离铸... 详细信息

采用电化学腐刻与Aspex扫描相结合，检测了重轨钢铸坯不同位置的MnS尺寸形貌，研究了凝固组织对MnS的影响。结果表明，凝固组织由混晶转变为粗大等轴晶时，3～5μm的MnS颗粒数量比例降低，而≥10μm的颗粒数量比例则明显增大。从距离铸坯窄面40 mm推移至100 mm，凝固组织类型转变越明显则≥10μm的MnS颗粒数量比例增加越多：凝固组织发生明显转变时，其比例增加48.02%，凝固组织未发生类别转变时，其比例增加0.31%。通过连铸强化冷却等缩短局部凝固时间的工艺调控，可以促进MnS细小化控制。

关键词：重轨钢连铸坯凝固组织 MnS

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重轨钢采用RH和VD精炼的对比研究

工程科学学报 2016年第S1期38卷 125-128页

作者：齐江华郑建国陈光友张鹏飞叶途明费俊杰武汉钢铁(集团)公司研究院武汉430080 武钢股份条材总厂武汉430083

在其他工艺相同条件下,对钢中全氧、Al含量、H含量、夹杂物成分、炉渣等进行了对比分析.在真空时间相同的情况下,RH脱氢能力优于VD,VD脱氧能力优于RH,但VD精炼后钢中Al含量偏高,炉渣碱度偏大,夹杂物易偏离塑性区.RH精炼后渣中MgO含量明... 详细信息

在其他工艺相同条件下,对钢中全氧、Al含量、H含量、夹杂物成分、炉渣等进行了对比分析.在真空时间相同的情况下,RH脱氢能力优于VD,VD脱氧能力优于RH,但VD精炼后钢中Al含量偏高,炉渣碱度偏大,夹杂物易偏离塑性区.RH精炼后渣中MgO含量明显升高,夹杂物成分也比较分散,可能是耐火材料尤其是插入管喷补料脱落导致外来夹杂物增多,而VD精炼后渣中MgO含量变化不大,夹杂物成分相对集中.建议采用RH精炼时,应提高耐火材料质量,减少插入管喷补次数,采用VD精炼时,应适当减少石灰加入量,降低渣中碱度并延长真空处理时间.

关键词：重轨钢 RH精炼 VD精炼夹杂物碱度

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重轨钢连铸的质量控制

钢铁 2004年第3期39卷 23-26页

作者：陈永攀枝花钢铁集团公司钢铁研究院攀枝花617000

分析了冶炼、精炼、连铸工艺流程生产高质量重轨钢的工艺技术 ,并应用电弧炉冶炼— L F精炼— VD真空脱气—圆坯连铸工艺成功地浇注出 PD3重轨钢连铸圆坯。铸坯表面无裂纹、气孔、结疤、折迭、凹坑和夹渣等缺陷 ,铸坯表面无清理率 >90 ... 详细信息

分析了冶炼、精炼、连铸工艺流程生产高质量重轨钢的工艺技术 ,并应用电弧炉冶炼— L F精炼— VD真空脱气—圆坯连铸工艺成功地浇注出 PD3重轨钢连铸圆坯。铸坯表面无裂纹、气孔、结疤、折迭、凹坑和夹渣等缺陷 ,铸坯表面无清理率 >90 % ,铸坯中心疏松≤ 1.0级 ,中心缩孔≤ 1.0级 ,中心碳偏析指数≤ 1.0 8,等轴晶率≥ 5 0 %。由连铸圆坯轧成的重轨 ,质量和性能基本满足时速 2 0 0 km高速铁路用钢轨的要求。

关键词：重轨钢连铸质量控制中心偏析洁净度炼钢

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重轨钢连铸技术的开发应用

钢铁 2004年第12期39卷 26-28,55页

作者：李春龙刘平智建国史凤武包头钢铁集团公司技术中心包头014010

介绍了包钢在重轨钢生产设备和工艺方面的变化以及目前所能达到的质量水平。重点说明了在采用铁水预处理—顶底复吹转炉冶炼— L F精炼— VD真空处理—连铸工艺后 ,在钢中气体、全氧、夹杂物的控制和大方坯内部质量的控制方面所采取的... 详细信息

介绍了包钢在重轨钢生产设备和工艺方面的变化以及目前所能达到的质量水平。重点说明了在采用铁水预处理—顶底复吹转炉冶炼— L F精炼— VD真空处理—连铸工艺后 ,在钢中气体、全氧、夹杂物的控制和大方坯内部质量的控制方面所采取的技术措施 ,取得了 [H]<0 .0 0 0 2 5 %、[N]≤ 0 .0 0 4 0 %、全氧≤ 0 .0 0 2 0 %、全铝≤0 .0 0 4 %的冶金效果。比较分析了 M- EMS和 M- EMS+F- EMS电磁搅拌技术对大方坯内部质量产生的影响 ,得出两种搅拌方式下中心碳偏析指数分别为 1.19和 1.10。

关键词：重轨钢连铸质量

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重轨钢铸坯中MnS夹杂物的析出与长大

钢铁 2023年第5期58卷 59-69页

作者：房孟婷袁华志谢鑫曾建华仲红刚翟启杰上海大学材料基因组工程研究院上海200444 上海大学先进凝固技术中心上海200444 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司四川攀枝花617000

铸坯中MnS夹杂物的形貌及尺寸对钢的性能影响显著,因此了解并调控其析出长大过程具有重要意义。采用连铸坯枝晶生长热模拟试验,观测了U78CrV重轨钢铸坯凝固过程中MnS夹杂的形貌及尺寸变化规律,结合热力学和动力学计算,分析了重轨钢铸坯... 详细信息

铸坯中MnS夹杂物的形貌及尺寸对钢的性能影响显著,因此了解并调控其析出长大过程具有重要意义。采用连铸坯枝晶生长热模拟试验,观测了U78CrV重轨钢铸坯凝固过程中MnS夹杂的形貌及尺寸变化规律,结合热力学和动力学计算,分析了重轨钢铸坯中MnS夹杂的析出长大行为。热模拟试验表明,重轨钢铸坯中MnS主要在凝固末期析出,多分布于枝晶间隙。其中,柱状晶区中MnS主要呈球形、椭圆形及短棒状,平均等效半径为2.42μm,最大等效半径为4.19μm;等轴晶区中MnS多呈不规则形状,平均等效半径为4.01μm,最大等效半径为7.58μm。热力学计算表明,柱状晶区MnS析出凝固分数为0.97,析出温度为1663 K,高于固相线9 K;等轴晶区MnS析出凝固分数为0.95,析出温度为1623 K,高于固相线20 K。动力学分析表明,柱状晶区MnS理论长大半径为2.74μm,等轴晶区MnS理论长大半径为5.98μm,计算结果与试验结果较为吻合。通过比较柱状晶区与等轴晶区MnS的析出时间,讨论了等轴晶区MnS尺寸明显大于柱状晶区的原因。通过降低初始硫含量、减轻铸坯芯部硫元素的偏析以及提高冷却速率,可以有效降低芯部等轴晶区的MnS夹杂物的尺寸,减小MnS对钢材性能的危害。

关键词：重轨钢 MnS 热模拟热力学动力学

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重轨钢无铝脱氧工艺的研究

钢铁 2007年第3期42卷 33-36页

作者：吴伟刘浏李峻钢铁研究总院冶金工艺研究所北京100081

钢中铝夹杂对重轨钢性能有较大影响,其中铝脱氧钢中Al2O3夹杂是钢轨产生疲劳断裂的主要原因,减少重轨钢中Al2O3夹杂是很有必要的。因此,重轨钢的冶炼采用无铝脱氧工艺。针对重轨钢无铝脱氧的特点,对冶炼过程钢中铝含量控制、钢包炉扩散... 详细信息

钢中铝夹杂对重轨钢性能有较大影响,其中铝脱氧钢中Al2O3夹杂是钢轨产生疲劳断裂的主要原因,减少重轨钢中Al2O3夹杂是很有必要的。因此,重轨钢的冶炼采用无铝脱氧工艺。针对重轨钢无铝脱氧的特点,对冶炼过程钢中铝含量控制、钢包炉扩散脱氧工艺、真空碳脱氧工艺和钙处理夹杂物控制进行研究。并把该技术应用到实际生产。结果表明,采用无铝脱氧工艺,通过控制炉渣组成、RH碳脱氧技术及钙处理工艺可把钢中w([O])降到20×10-6以下,满足洁净重轨钢的要求。

关键词：重轨钢无铝脱氧

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稀土对重轨钢冲击韧度的影响作用机制

过程工程学报 2006年第1期6卷 135-137页

作者：刘承军姜茂发李春龙王云盛陈建军东北大学冶金与材料学院包头钢铁集团公司内蒙古包头014010

通过实验测定、金相观察和理论分析,研究了稀土对重轨钢冲击韧度的影响作用机制.随着稀土加入量的增加(0～0.06%,ω),重轨钢中的固溶稀土含量均先逐渐增大,达到一定值后开始减小.当稀土加入量为0.01%时,重轨钢的奥氏体晶粒尺寸明显细化... 详细信息

通过实验测定、金相观察和理论分析,研究了稀土对重轨钢冲击韧度的影响作用机制.随着稀土加入量的增加(0～0.06%,ω),重轨钢中的固溶稀土含量均先逐渐增大,达到一定值后开始减小.当稀土加入量为0.01%时,重轨钢的奥氏体晶粒尺寸明显细化,冲击韧度显著改善.稀土在改善重轨钢冲击韧度的同时,可以减小横向冲击功和纵向冲击功之间的差距,消除钢的各向异性,增强钢的各向同性.在本实验条件下,最佳稀土加入量为0.01%.

关键词：稀土重轨钢冲击韧度微观组织硫化物夹杂

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重轨钢加热过程中MnS夹杂物形态

金属热处理 2013年第6期38卷 40-42页

作者：齐江华朱万军杨成威区铁陈俊孚刘洋武汉钢铁(集团)公司研究院湖北武汉430080

采用共聚焦激光扫描显微镜对重轨钢铸坯中MnS夹杂在连续升温过程中的变化进行了动态原位观察。结果表明,由于扩散和固溶影响,随温度的升高,MnS夹杂形态不断发生变化。当铸坯的加热温度为600～870℃或1150～1200℃时,有利于MnS夹杂的尺... 详细信息

采用共聚焦激光扫描显微镜对重轨钢铸坯中MnS夹杂在连续升温过程中的变化进行了动态原位观察。结果表明,由于扩散和固溶影响,随温度的升高,MnS夹杂形态不断发生变化。当铸坯的加热温度为600～870℃或1150～1200℃时,有利于MnS夹杂的尺寸控制,过高的加热温度会引起MnS夹杂尺寸增大。

关键词：重轨钢 MnS夹杂形态加热过程