机械工程学报

作者：岑耀东, 陈林, 包喜荣, 李晓娜

单位：内蒙古科技大学材料与冶金学院 包头 014010

关键词：道岔钢轨,贝氏体,控制冷却,组织；

基金：国家自然科学基金(51361021)、内蒙古自治区重点研发和成果转化计划(2023YFHH0036)和内蒙古自治区直属高校基本科研业务费(2023QNJS002,2023YXXS007)资助项目。

道岔钢轨由于具有非对称的横断面特征使其轧制、热处理、矫直等工艺非常复杂，生产难度极大。针对道岔贝氏体钢轨的平直度和残余应力兼顾问题，通过Gleeble-1500热模拟试验机测定了CCT曲线，采用扫描电镜(Scanning electron microscope，SEM)观察了不同冷速下的微观组织，利用有限元软件进行了相变前与相变区间控制冷却的模拟计算。结果表明，当未变形的奥氏体以0.05～1 ℃/s的冷速连续冷却时，随着冷速的增快，组织由粒状贝氏体逐步转变为马氏体。当变形处理的奥氏体以0.2～2 ℃/s的冷速连续冷却时，随着冷速的增快，组织由粒状贝氏体逐步转变为大量马氏体+少量板条贝氏体；相变区间控制冷却采用轨头表面中心冷至500 ℃，再由500 ℃冷却到300 ℃(钢轨表面冷速0.4 ℃/s)，然后空冷至室温可得到的贝氏体量为35.6%，纵向最大拉应力、最大压应力及最终Y方向和Z方向的弯曲挠度均符合要求。相变前控制冷却采用轨头表面中心冷至500 ℃(轨头上表面及非工作侧和轨腰冷速3 ℃/s，轨头工作侧3.5 ℃/s)，再由500 ℃空冷至室温后可得到99.3%贝氏体组织的同时，最终残余应力值及弯曲挠度均符合要求。通过控制冷却实现了减小弯曲变形度和降低矫后残余应力的目的。

来源：2024年第14期

《机械工程学报》期刊编辑部

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