高锰钢铁路辙叉热处理工艺的改进

高锰钢辙叉焊修工艺XX工务段退休工程师肖国富特别声明：本工艺虽然经过作者数十年研究实验，已经在全国铁路推广。

但本文脱稿于2007年，上传于2021年，仅供同行研究参考。

第一节准备工作一、平安考前须知1、从事辙叉焊补的焊工应取得相应的操作许可证；2、不焊补任何部位出现断裂的辙叉，也不焊补同一部位焊补过三次的辙叉；3、不在风力大于5级和雨雾天进展辙叉的室外焊补作业，室外焊补人员应在上风方向作业，室内应有吸尘排烟设备，以减少烟尘锰毒对焊补人员的危害；4、辙叉外表缺陷或磨耗，打磨后不影响行车时，可以在车速不高的线上，利用列车间隙时间焊补，但应由辙叉养护工区按?铁路工务平安规那么?及有关规定办理施工手续和设置防护才能上线作业，且在作业中，要严格控制辙叉挖补尺寸，以保证能随时放行列车；5、利用“天窗〞时间线上焊补辙叉裂纹、磨耗、掉块时，也要按“天窗〞作业的相关规定，办理手续和防护施工车辆；6、线上焊补时，电焊搭铁应搭接在所焊辙叉的轨底裙边上。

严禁跨过钢轨、绝缘接头及轨道绝缘处，进展搭铁和引弧，以防止破坏和影响行车信号；7、线上“天窗〞条件焊补有困难时，辙叉焊补应在线下进展，或运回工厂，在室内的水槽中施焊；8、随时注意行车和人身平安，遵守焊接平安操作规章，按规定穿着防护用品。

二、现场焊修设备工具1、AXQ1-200系列内燃电焊机1台，含焊钳、电缆线、面罩等附件；2、0.35~0.4立方米、0.7~0.8兆帕〔700~800千帕〕内燃机驱动空压机1台，含碳弧气刨手钳、高压〔氧气〕气管等附件；3、交直流两用手提式电动砂轮机或角磨机一台〔建议用XX砂轮机厂生产的S1S-150型850W 砂轮机，不要用其它工厂生产的580W砂轮机，否那么磨不动〕，最近有工务段使用的博世角磨机和博世磨片也比拟好；4、电焊条枯燥保温筒一个或小烘箱+保温筒；5、接线板或多用〔耐摔、防水〕插座一至二个或带插座的电缆圆盘；6、Φ22~26厘米水壶一个，约10公斤水桶一只或用钢轨钻孔用的压力式水桶；表2-2 碳棒的规格及适用的电焊机和电流参考表适用场地电焊机型号圆形碳棒规格(mm)使用电流〔A〕线场焊叉AXQ1-200 ￠3 150~180￠3.5 150~180￠4 150~200￠5 150~200〔250〕工厂焊叉ZXG-400等￠7 200~350￠8 250~400￠9 350 ~400〔500〕7、扳手、钳子、敲渣尖锤、钢丝刷、扁油刷、手锤、钢錾子等手工工具一套；8、1米长钢直尺、0.05〔0.5〕~1.00塞尺、弦线、钢轨测温计、2~5米钢卷尺、等量具一套，也可配备外卡〔测轨高〕、内卡〔测轮缘槽〕、1∶20坡度尺、辙叉样板卡尺等；9、染色剂、放大镜、标记笔等；10、轨距尺、支距尺由道岔养护工区负责；11、防护用对讲机1~3台，黄色防护服配套；12、轻型运输机动车及炊具、卧具视施工组织情况定。

热处理技术与装备高锰钢的热处理是将高锰钢铸件加热到碳化物固溶的温度,并保温一定时间,然后在水中快速冷却,形成单一的奥氏体组织,使其强度和韧性大大提高,达到可加工硬化的目的。

与普通碳钢不同,高锰钢在水中淬火后不是变硬,而是变软了,因此高锰钢的热处理又叫水韧处理。

在热处理过程中,碳化物是在固溶态下溶解到奥氏体中去的,所以又叫固溶强化处理。

高锰钢固溶理的参数主要有入炉温度、升温速度、保温温度、保温时间、摆放位置等。

1入炉温度和加热速度高锰钢铸件在入炉之前,铸件表面的粘砂、披缝和浇注冒口要清理干净。

粘砂对铸件加热或冷却都有隔热作用,使铸件加热和入水后的冷却不均匀,严重粘砂会降低铸件入水后的冷却速度,造成晶界碳化物重新析出。

披缝较薄,在热处理加热时会脱碳,水淬后会变成马氏体,马氏体相变体积膨胀,可能会使铸件基体受到拉应力而开裂。

高锰钢导热性能低, 100℃以下为碳钢的1/4～1/6倍, 600℃时为碳钢的1/2～5/7倍。

高锰钢热膨胀系数大,为碳钢的2倍, 500℃以上更大。

虽然铸件在低温加热过程中无相变应力发生,但加热到300℃以上,会在晶内和晶界上出现脆性碳化物增多的现象,有时会发生珠光体转变。

高锰钢辙叉结构复杂,同一铸件壁厚相差悬殊,铸件本身存在不小不等的铸造应力。

在热第1期吴霞等:高锰钢的热处理处理的加热或冷却过程中不同部位存在较大的温差,产生热应力。

这样,热应力和铸造应力叠加,会使辙叉产生裂纹。

因此,必须控制高锰钢辙叉的入炉温度和加热速度。

高锰钢辙叉热处理工艺分两种:冷辙叉处理和热辙叉处理。

对于热辙叉,如果装入同一窑的所有辙叉的装窑温度基本和窑温一致,则这种工艺可以节能,提高效率。

但在实际生产中装窑温度很难与窑温一致,且相差较大,主要原因有:不同炉次的辙叉开箱水爆后在同一窑中进行热处理,造成同一窑中辙叉的初始温度不同;由于连续生产,每天窑的温度也不尽相同;季节性的温度变化导致辙叉与窑温的变化较大;辙叉在窑内的排序不同会造成一定的温差。

高原铁路固定型组合辙叉的研制孙立彬;王世雄;杜平【摘要】主要介绍了高原铁路60 kg/m钢轨12号固定型组合辙叉的结构特点、制造过程等关键技术.通过辙叉的上道使用表明,该辙叉能够满足高原铁路运营和用户的要求.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2019(045)006【总页数】2页(P107-108)【关键词】高原铁路;道岔;固定型辙叉;高锰钢【作者】孙立彬;王世雄;杜平【作者单位】中铁宝桥集团有限公司,陕西宝鸡721006;中国铁路青藏集团有限公司,青海西宁810006;中国铁路青藏集团有限公司,青海西宁810006【正文语种】中文【中图分类】U213.60 引言高原铁路具有自然条件恶劣、工程地址条件复杂、平均年气温低且日温差大、常年冻土区分布广泛等特点，其建设及养护维修条件极差。

作为世界上海拔最高的高原铁路，青藏铁路所处的高原气候环境，对道岔扣件系统、结构关键部件用于跨区间无缝线路技术的适应性提出了严峻挑战。

此外，青藏铁路途经多处环境恶劣地带甚至无人区，尤其是严寒缺氧所造成的人机工作效率下降，这对特殊环境下轨道结构少维修及长期服役性能提出了更高的要求。

辙叉作为道岔中关键部件，直接影响整组道岔的使用寿命。

本文以青藏铁路铺设最为广泛的60 kg/m钢轨12号单开道岔(图号：专线4249)为例，主要介绍固定型高锰钢组合辙叉的结构特点和制造过程，为青藏铁路、川藏铁路等高原铁路道岔产品提升提供技术参考。

1 辙叉设计原则及主要参数1.1 设计原则1)延长辙叉使用寿命、减少养护维修工作量，满足高原铁路运营条件。

2)与既有辙叉具有互换性，通过速度等指标与既有辙叉一致。

3)满足高原铁路无缝化适应性要求。

1.2 主要参数1)几何尺寸见表1。

表1 辙叉主要参数 mm辙叉角趾长跟长全长趾端开口跟端开口4°45′49″2 0383 9545 992169.4328.62)通过速度(23 t轴重)。

直向通过速度：≤160 km/h；侧向通过速度：≤50 km/h。

铁路钢轨用钢与热处理分析摘要：随着我国经济的高速发展，交通运输行业发挥着重要作用，铁路运输作为目前最主要的远程运输方式，其发展的先进性一定程度上决定了经济发展的速度和质量，而铁路钢轨的质量则决定了铁路事业发展的规模。

我国铁路路线南北纵横，东西贯通，加之高速铁路的新发展、新技术，铁路行业的发展面临着更大的发展机遇与挑战。

本文从铁路钢轨的种类分析入手，着重介绍了当前我国钢轨热处理技术以及对提升钢轨性能所起的作用，并简单介绍了贝式体钢的发展现状。

关键词：铁路运输;钢轨用钢;热处理铁路运输作为当前我国远程运输中最重要的运输方式，在促进经济的迅猛发展上发挥了至关重要的作用，尤其在国家提出“西部大开发”战略以来，铁路交通的重要性和优越性愈加凸显。

铁路轨道作为铁路运输的基础，轨道的质量、性能及其使用寿命都直接影响着铁路运输的效率和安全。

随着我国高速铁路和货物重载列车的大规模发展，对于铁道运输的安全性和抗磨损性提出了更高的要求[1]。

钢轨通过提升其含钢纯净度或者增加合金元素都可以在一定程度上提升钢轨的强度，提高其性能，但这种技术的要求较高且提升的性能有限，而热处理的方式则可以实现低加工、高效益。

热处理是指将不同材质的钢材料熔化合成淬火而成新的钢轨，这种方式既可以减少加工费用又可以大幅度提高钢轨使用性能。

1.当前我国钢轨用钢的分类不同钢轨化学成分相应不同，依据钢轨的化学成分分类，可大致分为：碳素轨钢、微合金轨钢和低合金轨钢。

按照交货状态的不同钢轨可分为热轧钢轨和热处理钢轨两种。

热轧钢轨是笼统的归类，不区分钢轨的强度高低，只依据钢轨是否以热轧状态交货，凡是以热压状态交货的钢轨均成为热轧钢轨。

热处理钢轨依据工艺条件又可分为两种：离线热处理钢轨和在线热处理钢轨。

按照钢轨的最低抗拉强度可分为：880MPa级钢轨、980MPa级钢轨、1080MPa级钢轨和1180MPa 级钢轨。

目前，只有最低抗拉强度等级在1080MPa级以上的钢轨才被称为耐磨轨或高强轨[2]。

重庆地铁十号线道岔磨损原因分析和治理措施摘要：众所周知，道岔是用于列车从一股轨道转入或跨越另一轨道时比不可少的线路设备，是轨道结构的重要组成部分。

由于道岔具有零件数量多、构造复杂、使用寿命短、限制列车速度、养护维修投入大等特点，与曲线、接头并称为轨道的三大薄弱环节。

钢轨和道岔作为轨道交通中最基础也是最重要的轨道设备，其安全直接关系到地铁列车的运行安全。

本文就道岔磨损原因分析和治理措施进行简要的分析和探讨。

关键词：道岔磨损；处理措施；预防措施1 重庆地铁十号线道岔磨损现状调查随着列车通过总重的不断增加，局部地段(如小半径曲线地段、列车折返地段、变坡点地段等处)钢轨磨耗的速度比较快，尤其是在起点、终点和出入段线道岔群，钢轨磨耗速度之快、分布之广泛、种类之多是全线道岔最严重的。

经现场调查的道床磨耗部分基本现象：（1）尖轨磨耗较大、尖轨连续的剥落掉块；（2）导曲线上股、基本轨波浪纹、导曲线护轨侧磨、导曲线侧磨；（3）曲基本轨波浪纹。

在道岔群中，普遍现象是非正常的磨耗伤损比较严重而且发展很快，尤其是在尖轨和辙叉心部位的磨耗情况是比较严重的。

图1 道岔辙叉心部位的磨耗图图2 基本轨波浪纹图2 原因分析在对道岔钢轨侧磨进行研究分析时，首先要测量钢轨轨头的侧磨值，采用钢轨端面测量仪在轨头下两边的斜坡和轨顶面定位。

该仪器的测量头采用百分卡的测量头，读数精度为0.01 mm，定位精度和读数精度较高。

数据测量数据分析，此处的道岔群的磨耗普遍存在，根据长期观测的数据显示，磨耗的速度及磨损度比正常情况下要严重得多。

形成这种状况的原因是多方面的。

2.1轨道框架结构横向刚度对道岔磨耗的影响现场的轨道维修人员发现，轨道横向刚度对导曲线钢轨的轨头侧磨有影响，整体道床钢轨的侧磨速率要高于有碴道床钢轨的侧磨速率，混凝土枕地段的钢轨轨头要高于木枕地段的钢轨轨头侧磨速率，即使是同样混凝土枕地段，60kg/m钢轨的侧磨速率要高于50kg/m钢轨的侧磨速率。

技能认证铁路线路工考试(习题卷43)第1部分：单项选择题，共50题，每题只有一个正确答案,多选或少选均不得分。

1.[单选题]允许速度大于160km/h的无缝线路,道床顶面宽度不得小于3.5m,砟肩堆高0.15m,边坡度( )。

A)1:1.75B)1:1.5C)1:1.25D)1:1答案:A解析:2.[单选题]任何人员及所携带的物件、作业工器具等与回流线、架空地线、保护线保持（）以上的距离。

A)1mB)2mC)5mD)10m答案:A解析:3.[单选题]无缝线路夏季轨向严重不良，碎弯多，应采取（）进行整治。

A、加强拨道A)加强拔道B)加强改道C)应力放散或调整D)补充道砟答案:C解析:4.[单选题]曲线超高应在整个缓和曲线内顺完，在困难条件下，可适当加大顺坡坡度，但允许速度大于120km/h的线路不应大于（）。

A)1／（7υmax）B)1／（8υmax）C)1／（9υmax）D)1／（10υmax）答案:B解析:5.[单选题]起道作业收工时,允许速度不大于120km/h的线路顺坡率不应大于2.0‰,允许速度为120km/h(不含)~160km/h的线路顺坡率不应大于1.0‰,允许速度大于160km/h的线路顺坡率不应大于( )。

A)0.6B)0.8C)1.0D)1.2答案:B解析:答案:B解析:7.[单选题]用锯轨机切割钢轨时，其他人员应远离锯轨机（），防止锯片破碎伤人。

A)左侧B)前方C)两侧和前方D)左侧和前方答案:C解析:8.[单选题]在线路允许速度 200＞Vmax＞160km/h正线，线路轨道静态几何尺寸容许偏差管理值中，水平、高低的作业验收标准为（）mm。

A)5B)7C)8D)3答案:D解析:9.[单选题]高锰钢整铸辙叉在辙叉心、辙叉翼轨面剥落掉块长度超过( )，且深度超过6mm，可判定为重伤标准。

A)20mmB)30mmC)40mmD)50mm答案:B解析:10.[单选题]提速道岔改道作业时，应采用调整不同号码轨距块的方法进行。

高锰钢辙叉踏面温升的研究摘要: 本文通过对形变高锰钢进行不同温度的回火处理,分析其显微硬度的变化,并对比回火前后形变高锰钢的硬度变化和实际高锰钢辙叉表层硬度的分布情况,我们初步判断高锰钢辙叉在服役过程中踏面温升约为150℃。

关键词:高锰钢辙叉温升Study of temperature increase of work surface of High manganese steel crossingZhang Jianwu, Bu Huifeng, Cao JinluoQinhuangdao Port Limited Company, Qinhuangdao 066004Abstract: This paper investigate the temperature increase of work surface of high manganese steel crossing by means of comparing the hardness changes of deformed high manganese steel before and after different temperature tempering treatment with the hardness distribution of subsurface of real failed high manganese steel crossing. We preliminary estimate that the temperature increase of work surface of high manganese steel crossing is about 150℃.Key words: high manganese steel; crossing; temperature increase经典的奥氏体高锰钢于1882年前推出[1],一百多年来,高锰钢以其优异的加工硬化特性而广泛应用于坦克履带板、碎石机鄂板、铁路辙叉、球磨机衬板以及防弹钢板等承受冲击且耐磨的重要部件[2]。

u71mn钢钢轨轨端热处理工艺改进1. 引言1.1 概述本文旨在研究u71mn钢钢轨端热处理工艺的改进，通过分析现有工艺存在的问题与局限性，在行业需求与趋势的基础上提出改进方案，设计优化考虑技术方案和选择设备和工具，并进行实验验证及结果分析。

最终总结主要结论并评价工艺改进成效，并展望未来的后续研究方向。

1.2 问题背景随着铁路行业的发展，u71mn钢钢轨在高速列车运营中承受着巨大的压力和振动荷载。

由于长时间使用以及恶劣环境条件的影响，钢轨常常会出现疲劳断裂、塑性变形等问题，严重威胁列车行车安全。

因此，对钢轨进行端部热处理是一种有效防止这些问题发生的方法。

1.3 研究意义针对目前存在的问题和局限性，在u71mn钢钢轨端部热处理工艺方面进行改进具有重要意义。

首先，改进工艺可以提高钢轨材料的耐久性和抗疲劳性能，增加其使用寿命。

其次，改进工艺还可以减少钢轨的塑性变形和应力集中现象，提升整体结构的强度和稳定性。

最重要的是，改进后的工艺可以有效降低钢轨的维护成本和运营安全风险。

以上就是文章引言部分的详细内容。

2. u71mn钢钢轨热处理工艺现状分析：2.1 工艺流程及原理：u71mn钢是一种常用的铁路轨道材料，其在使用过程中需要经过热处理工艺来提高其机械性能和使用寿命。

该热处理工艺通常包括以下几个主要步骤：预热、加热、保温和冷却。

- 预热：将u71mn钢钢轨放置于特定温度下进行预热，目的是消除内部应力，为后续加热做好准备。

- 加热：将预热后的钢轨加热至适当温度，使其达到固溶状态。

此时，合金元素可以通过扩散作用均匀分布在材料中，提高其强度。

- 保温：通过保持合适温度和时间使合金元素扩散得更均匀，以进一步提高材料的性能。

- 冷却：将已完成固溶处理的u71mn钢快速冷却至室温或低温，使晶体结构发生相互转变并形成有利于提高硬度、强度等机械性能的组织结构。

2.2 现有问题与局限性：目前，在u71mn钢钢轨热处理工艺中存在着一些问题和局限性，如下：- 工艺过程控制不准确：现有的温度控制系统存在稳定性和精确度方面的缺陷，导致对材料温度的控制不够精准。