新型摇枕侧架用低温B级钢低温性能研究

发布时间：2017-10-29 05:20

  本文关键词：新型摇枕侧架用低温B级钢低温性能研究

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【摘要】：高纬度及高寒国家和地区对铁路货车及其零部件低温性能要求较高。摇枕及侧架是铁路机车转向架的组成零部件之一,它不仅关系到转向架的性能,并且对铁路机车的行车安全具有重要影响,所以对摇枕及侧架用材低温性能要求较高。本课题组已开发出新型摇枕侧架用钢,即低温B级钢,但是其适用性如何尚不知晓。本文借助低温韧脆转变温度试验、低温断裂韧性试验、微观断口观察等手段,通过对比低温对低温B级钢及现有铁路货车摇枕、侧架用钢(B+级钢和20ГФЛ钢)的影响,确定低温B级钢的适用性。通过低温韧脆转变温度试验对三种钢进行低温冲击载荷试验,通过分析试样断口形貌可知低温B级钢的韧脆转变温度为-37℃;B+级钢的韧脆转变温度为-32℃;而20ГФЛ钢的韧脆转变温度为-23℃。当温度下降至-60℃时,低温B级钢冲击吸收功为20 J,B+级钢与20ГФЛ钢冲击吸收功仅为13 J、4 J。试验结果表明,低温B级钢的低温冲击性能最好;低温B级钢可以较好的满足铁路货车在低温条件下摇枕侧架用钢的要求。通过低温断裂韧性试验,分析试验数据和试样断口,可知随着温度的下降,三种钢平面应变断裂韧度均出现下降。其中低温B级钢与B+级钢的下降趋势基本一致,而20ГФЛ钢的整体下降速度较快。三种钢的微观断口形貌都是先出现韧性断口,过渡至韧脆掺杂断口,最终转变为脆性断口。低温B级钢的断口变化最慢,B+级钢的断口变化速度次之,20ГФЛ钢断口形貌变化最快,在-25℃时韧脆断口的比例已经达到1:1,而低温B级钢与B+级钢在-40℃左右时达到此比例。当温度继续下降至-60℃时,低温B级钢、B+级钢、20ГФЛ钢的平面应变断裂韧度分别为27 MPa/m1/2、28 MPa/m1/2、24 MPa/m1/2。综上所述,新研发的低温B级钢低温性能更为优良,适合作为高纬度及高寒国家和地区的铁路货车摇枕侧架用钢。
【关键词】：低温B级钢 韧脆转变温度 低温断裂韧性 摇枕及侧架
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG142.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题研究的背景及意义10-11
• 1.2 摇枕和侧架用钢研究现状11-12
• 1.3 低温钢研究现状12-14
• 1.3.1 国内低温钢研究现状12-14
• 1.3.2 国外低温钢研究现状14
• 1.4 低温钢在摇枕侧架上的应用14-15
• 1.5 主要研究内容15-16
• 第2章 试验方法与试验方案16-26
• 2.1 试验流程图16
• 2.2 试验原材料16-17
• 2.3 各钢种目标成分表17
• 2.4 试验设备17-18
• 2.5 配料、造型、熔炼及浇铸18-19
• 2.6 热处理制度19
• 2.7 拉伸测试19-20
• 2.8 低温韧脆转变温度试验20-23
• 2.9 低温断裂韧性实验23-24
• 2.10 组织观察及断口形貌检测24-26
• 第3章 低温B级钢低温韧脆转变研究26-40
• 3.1 引言26
• 3.2 低温韧脆转变温度试验数据对比分析26-27
• 3.3 低温韧脆转变温度试验试样断口形貌分析27-35
• 3.3.1 低温B级钢断口形貌分析27-31
• 3.3.2 B+级钢断口形貌分析31-33
• 3.3.3 20ГФЛ 钢断口形貌分析33-35
• 3.4 低温韧脆转变温度试验微观断口形貌对比分析35-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第4章 低温B级钢低温断裂韧性研究40-53
• 4.1 引言40
• 4.2 低温断裂韧性试验数据分析40-42
• 4.2.1 拉伸性能数据分析40-41
• 4.2.2 低温韧性试验数据分析41-42
• 4.3 低温断裂韧性试验数据及断口形貌分析42-50
• 4.3.1 低温B级钢低温断裂韧性试验断口形貌分析42-44
• 4.3.2 B+级钢低温断裂韧性试验断口形貌分析44-46
• 4.3.3 20ГФЛ 钢低温断裂韧性试验断口形貌分析46-48
• 4.3.4 低温断裂韧性试验数据及断口形貌对比分析48-50
• 4.4 低温韧脆转变温度试验与低温断裂韧性试验微观断口形貌对比50-51
• 4.5 本章小结51-53
• 结论53-54
• 参考文献54-58
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文58-59
• 致谢59

【参考文献】

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本文编号：1111587