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高速列车转向架用钢组织性能控制参数研究

李玲玲  
【摘要】:随着我国铁路的第六次大提速,中国已经迈进了高速铁路时代。转向架是机车车辆最重要的承载结构之一,也面临着严峻的考验。高速列车转向架用钢不仅具有一定的强度和较高的韧性,同时具有良好的焊接性能、抗疲劳性能和耐腐蚀性能。目前所用的转向架用钢如Q345系列钢种性能与国外先进国家的同类钢种相比存在较大差距。因此将微合金化和控制轧制与控冷技术相结合,开发新型高速列车转向架用钢具有十分现实的意义。因此本文以新研发的高速铁路转向架用钢为研究对象,研究其在热加工过程中的组织变化,并研究工艺参数及微合金元素对组织性能的影响。论文的内容主要包括以下几个部分: (1)以含0.025%Nb、0.02%Ti的No.1钢为研究对象,采用单道次压缩实验,研究了变形温度、变形程度和变形速率对实验钢变形抗力的影响规律,建立了No.1钢的变形抗力数学模型; (2)以含0.025%Nb、0.02%Ti的No.1钢和含0.032%Ti的No.2钢为研究对象,采用双道次压缩实验,研究了实验钢奥氏体区热变形后等温保持时间里的静态再结晶行为。研究发现No.1钢静态再结晶激活能为250.61kJ/mol,而No.2钢静态再结晶激活能为203.41 kJ/mol。并建立了No.1钢的静态再结晶模型。 (3)采用热膨胀法测定了不同奥氏体化温度条件下和变形条件下的No.1钢连续冷却转变曲线,结合金相观察结果,给出了奥氏体化温度、变形以及冷却速度对No.1钢组织的影响和微合金析出规律。结果表明:奥氏体化温度的降低和变形均使CCT曲线向左上移动,扩大了铁素体区和珠光体区,缩小了贝氏体区,促进奥氏体向铁素体的转变。而变形则促进微合金元素Nb、Ti碳氮化物的析出。 (4)采用实验室热轧实验,研究了不同终轧温度、终冷温度、冷却速度及微合金元素等对组织和性能的影响,制定了合理的控制轧制和控制冷却工艺参数。实验结果表明:随着终轧温度和卷取温度的降低,No.1钢的强度先提高后降低;随着冷速的提高,No.1钢的强度提高。而添加Nb、Ti可以提高强韧性。


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