贝氏体钢轨闪光焊接技术的研究

2020-01-02高振坤

铁道建筑 2019年12期

丁韦，李力，高振坤，张琪，周烨

（中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所，北京 100081）

国外针对贝氏体钢轨的研究起步较早，以德国、英国、美国、日本、俄罗斯等为代表，形成了多系列试验产品，其中一些品种经过试用取得了良好的效果［1-2］，主要成分为C-Si-Mn-Cr-Mo 系，少数还添加了Ni，V，B等。按照Si和Mn含量可以大致分为“高Si-高Mn”、“中 Si-高Mn”和“低Si-低Mn”系列。日本的上田正治等［3］研究认为，贝氏体钢轨与珠光体钢轨相比在抗磨损方面并没有显示出优势，相同强度下甚至低于珠光体钢轨，但在抗表面剥离和黑点（暗斑）缺陷方面显示出优势，因此，具有较高的抗表面疲劳损伤性能。我国于2000年后大力开展了贝氏体钢轨的研究，经过近20年的努力，初步发展出了2个典型系列［4］：以包钢为代表生产的贝马复相钢轨和以鞍钢为代表生产的无碳化物贝氏体钢轨，从成分上看，分别属于“中Si-高Mn”和“高Si-高Mn”系列。这2种贝氏体钢轨与珠光体钢轨相比，不仅强度明显提高，而且冲击韧性极好，接近珠光体的10倍，达到了100 J以上。

贝氏体钢轨使用初期出现了较多的焊接问题，与珠光体钢轨相比，其焊接难度大幅度提高。针对此问题，本文对“高Si-高Mn”和“中Si-高Mn”系列贝氏体钢轨进行闪光焊接头显微组织及夹杂物分析，并在此基础上提出焊接及接头热处理工艺优化措施，以获得良好的使用性能。