鐵路貨車用鋼材現(xiàn)狀與發(fā)展(第一版)下載

1、1 1 概述概述 隨著鐵路車輛工業(yè)的發(fā)展和鋼材生產(chǎn)能力的提高隨著鐵路車輛工業(yè)的發(fā)展和鋼材生產(chǎn)能力的提高, ,我國(guó)鐵路我國(guó)鐵路貨車已從鋼木混合結(jié)構(gòu)進(jìn)入全鋼結(jié)構(gòu)時(shí)代貨車已從鋼木混合結(jié)構(gòu)進(jìn)入全鋼結(jié)構(gòu)時(shí)代, ,由焊接結(jié)構(gòu)大量地代由焊接結(jié)構(gòu)大量地代替了鉚接結(jié)構(gòu)，鐵路貨車技術(shù)水平有了很大提高替了鉚接結(jié)構(gòu)，鐵路貨車技術(shù)水平有了很大提高,1998,199820082008十十年間，我國(guó)鐵路貨車技術(shù)水平快速提升，實(shí)現(xiàn)了提速、重載兩年間，我國(guó)鐵路貨車技術(shù)水平快速提升，實(shí)現(xiàn)了提速、重載兩大跨越，走出了一條獨(dú)具中國(guó)特色的提速、重載發(fā)展之路。通大跨越，走出了一條獨(dú)具中國(guó)特色的提速、重載發(fā)展之路。通用貨車由用貨車由60t

2、60t級(jí)向級(jí)向70t70t級(jí)升級(jí)換代，完成了既有貨車級(jí)升級(jí)換代，完成了既有貨車120km/h120km/h提速提速改造，專用貨車的載重達(dá)到了改造，專用貨車的載重達(dá)到了80t,80t,大秦線順利開行大秦線順利開行2 2萬噸重載列萬噸重載列車。貨車的廠修周期得以延長(zhǎng)車。貨車的廠修周期得以延長(zhǎng), ,貨車檢修工作量有所減少貨車檢修工作量有所減少, ,綜合綜合使用性能有了很大提高，對(duì)此，鋼鐵行業(yè)起了很大作用。使用性能有了很大提高，對(duì)此，鋼鐵行業(yè)起了很大作用。 按照按照中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃和鐵路技術(shù)政策，和鐵路技術(shù)政策，20122012年前，年前，我國(guó)部分鐵路將陸續(xù)實(shí)現(xiàn)客貨分線，為大軸重貨車的

3、發(fā)展創(chuàng)造我國(guó)部分鐵路將陸續(xù)實(shí)現(xiàn)客貨分線，為大軸重貨車的發(fā)展創(chuàng)造了極為有利條件，屆時(shí)，中國(guó)鐵路將全面跨入世界重載鐵路行了極為有利條件，屆時(shí)，中國(guó)鐵路將全面跨入世界重載鐵路行業(yè)，達(dá)到或接近世界先進(jìn)水平。而大軸重貨車的發(fā)展需要開發(fā)業(yè)，達(dá)到或接近世界先進(jìn)水平。而大軸重貨車的發(fā)展需要開發(fā)更為優(yōu)質(zhì)的材料，以提高車輛可靠性、實(shí)現(xiàn)輕量化設(shè)計(jì)、減少更為優(yōu)質(zhì)的材料，以提高車輛可靠性、實(shí)現(xiàn)輕量化設(shè)計(jì)、減少磨耗、主要零部件實(shí)現(xiàn)壽命管理等，為此，在提高設(shè)計(jì)、工藝磨耗、主要零部件實(shí)現(xiàn)壽命管理等，為此，在提高設(shè)計(jì)、工藝水平的同時(shí)，應(yīng)充分認(rèn)識(shí)貨車用鋼材的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)一水平的同時(shí)，應(yīng)充分認(rèn)識(shí)貨車用鋼材的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)

4、一步加強(qiáng)鐵路與冶金行業(yè)的合作，以優(yōu)質(zhì)的材料來促進(jìn)鐵路車輛步加強(qiáng)鐵路與冶金行業(yè)的合作，以優(yōu)質(zhì)的材料來促進(jìn)鐵路車輛工業(yè)的迅速發(fā)展。工業(yè)的迅速發(fā)展。2 2 貨車用鋼材概況貨車用鋼材概況2.1 2.1 國(guó)外鐵路貨車用鋼材概況國(guó)外鐵路貨車用鋼材概況 重載運(yùn)輸比較發(fā)達(dá)的國(guó)家主要是：重載運(yùn)輸比較發(fā)達(dá)的國(guó)家主要是：美國(guó)、加拿大、澳大利亞、南美國(guó)、加拿大、澳大利亞、南非、巴西非、巴西等國(guó)，其中主要以美國(guó)為代表，其鐵路貨車技術(shù)一直都代表等國(guó)，其中主要以美國(guó)為代表，其鐵路貨車技術(shù)一直都代表著世界最先進(jìn)的水平。美國(guó)在上世紀(jì)著世界最先進(jìn)的水平。美國(guó)在上世紀(jì)3030年代就開始研究耐候鋼并在鐵年代就開始研究耐候鋼并在鐵路貨

5、車上進(jìn)行了應(yīng)用，隨著鐵路貨車技術(shù)水平的不斷發(fā)展，為了提高路貨車上進(jìn)行了應(yīng)用，隨著鐵路貨車技術(shù)水平的不斷發(fā)展，為了提高運(yùn)能，最大可能的降低車輛自重，提高載重，近十幾年來美國(guó)在鐵路運(yùn)能，最大可能的降低車輛自重，提高載重，近十幾年來美國(guó)在鐵路貨車上大量采用了鋁合金和不銹鋼材料，但其主要受力部件仍采用高貨車上大量采用了鋁合金和不銹鋼材料，但其主要受力部件仍采用高強(qiáng)度耐候鋼和高強(qiáng)度低合金鋼強(qiáng)度耐候鋼和高強(qiáng)度低合金鋼, ,主要以高強(qiáng)度耐候鋼為主。美國(guó)鐵路主要以高強(qiáng)度耐候鋼為主。美國(guó)鐵路貨車采用的耐候鋼屈服強(qiáng)度一般都不超過貨車采用的耐候鋼屈服強(qiáng)度一般都不超過345MPa,345MPa,結(jié)構(gòu)鋼符合結(jié)構(gòu)鋼符合A

6、STM ASTM A242A242的要求，板材符合的要求，板材符合ASTM A606ASTM A606的要求，其機(jī)械性能見表的要求，其機(jī)械性能見表1 1；高強(qiáng)度；高強(qiáng)度低合金鋼板符合低合金鋼板符合ASTM A607ASTM A607的要求，其機(jī)械性能見表的要求，其機(jī)械性能見表2 2。板材（厚度50mm）型材（厚度50mm）熱軋冷軋定尺板帶卷定尺和板帶卷抗拉強(qiáng)度（MPa）480450450485屈服強(qiáng)度（MPa）340310310345延伸率（%）22222221耐大氣腐蝕性約是普通碳素鋼的兩倍牌號(hào)45牌號(hào)50牌號(hào)55牌號(hào)60牌號(hào)65牌號(hào)70抗拉強(qiáng)度（MPa）380410450480520550

7、屈服強(qiáng)度（MPa）310340380410450480延伸率（%）熱軋252220181614冷軋222018161514耐大氣腐蝕性和普通碳素鋼相當(dāng)（如指定含銅鋼，則是普通碳素鋼兩倍）表1：美國(guó)鐵路貨車用高強(qiáng)度耐候鋼機(jī)械性能表2：美國(guó)鐵路貨車用高強(qiáng)度低合金鋼機(jī)械性能 由表由表1 1、表、表2 2可以看出，隨著強(qiáng)度的提高，材料的耐大氣腐可以看出，隨著強(qiáng)度的提高，材料的耐大氣腐蝕性和延伸率會(huì)有所降低。蝕性和延伸率會(huì)有所降低。 加拿大鐵路貨車的發(fā)展趨勢(shì)基本上和美國(guó)一致加拿大鐵路貨車的發(fā)展趨勢(shì)基本上和美國(guó)一致, , 目前正在目前正在大力發(fā)展鋁合金和不銹鋼車；澳大利亞鐵路貨車已在逐步淘汰大力發(fā)展鋁合金

8、和不銹鋼車；澳大利亞鐵路貨車已在逐步淘汰耐候鋼，向不銹鋼發(fā)展；南非是采用不銹鋼車體最早的國(guó)家之耐候鋼，向不銹鋼發(fā)展；南非是采用不銹鋼車體最早的國(guó)家之一，目前也正在大力發(fā)展不銹鋼車。一，目前也正在大力發(fā)展不銹鋼車。 近幾年來，俄羅斯鐵路貨車也得到了大力發(fā)展，現(xiàn)階段其近幾年來，俄羅斯鐵路貨車也得到了大力發(fā)展，現(xiàn)階段其主要車型的軸重為主要車型的軸重為23t23t，已開發(fā)了，已開發(fā)了27t27t軸重貨車，正在研制軸重貨車，正在研制30t30t軸軸重貨車。重貨車。 俄羅斯鐵路貨車材料主要以耐候鋼為主，俄羅斯鐵路貨車材料主要以耐候鋼為主， 20012001年以年以前，俄羅斯鐵路貨車主要采用強(qiáng)度級(jí)為前，俄羅

9、斯鐵路貨車主要采用強(qiáng)度級(jí)為295295、325325、345345三種等級(jí)三種等級(jí)耐候鋼，其屈服強(qiáng)度都不超過耐候鋼，其屈服強(qiáng)度都不超過345 MPa345 MPa；20022002年研制了強(qiáng)度級(jí)為年研制了強(qiáng)度級(jí)為390390的耐候鋼，其屈服強(qiáng)度為的耐候鋼，其屈服強(qiáng)度為390 MPa390 MPa，在新造貨車上以得到了，在新造貨車上以得到了廣泛應(yīng)用，俄羅斯耐候鋼的機(jī)械性能見表廣泛應(yīng)用，俄羅斯耐候鋼的機(jī)械性能見表3 3。強(qiáng)度級(jí)295 強(qiáng)度級(jí)325 強(qiáng)度級(jí)345 強(qiáng)度級(jí)390強(qiáng)度極限（MPa）440450490530屈服極限（MPa）305325345390延伸率（%）21212119耐大氣腐蝕性為

10、普通碳素鋼的兩倍以上不到普通碳素鋼兩倍表3：俄羅斯鐵路貨車用耐候鋼機(jī)械性能 由表由表3 3可以看出，隨著強(qiáng)度的提高，材料的耐大氣腐蝕性和可以看出，隨著強(qiáng)度的提高，材料的耐大氣腐蝕性和延伸率會(huì)逐漸降低。延伸率會(huì)逐漸降低。 2002 2002年，俄羅斯鋼鐵公司開始為鐵路貨車研制強(qiáng)度級(jí)為年，俄羅斯鋼鐵公司開始為鐵路貨車研制強(qiáng)度級(jí)為400400500500的高強(qiáng)度耐候鋼，目前該類型鋼材的化學(xué)成分和機(jī)械性能的高強(qiáng)度耐候鋼，目前該類型鋼材的化學(xué)成分和機(jī)械性能都已確定，正在進(jìn)行各項(xiàng)綜合試驗(yàn)，其主要機(jī)械性能見表都已確定，正在進(jìn)行各項(xiàng)綜合試驗(yàn)，其主要機(jī)械性能見表4 4。用于車體承載部件用鋼用于車體防護(hù)部件用鋼牌

11、 號(hào)14 122082101214強(qiáng)度極限（MPa）530600600530530530屈服極限（MPa）410500500420420420延伸率（%）222218211919耐大氣腐蝕性高于普通碳素鋼表4：俄羅斯高強(qiáng)度耐候鋼機(jī)械性能2.2 2.2 中國(guó)鐵路貨車用鋼材現(xiàn)狀中國(guó)鐵路貨車用鋼材現(xiàn)狀2.2.1 2.2.1 鐵路貨車用鋼材發(fā)展歷程鐵路貨車用鋼材發(fā)展歷程 19491949年新中國(guó)成立后，中國(guó)鐵路貨車主要經(jīng)歷了兩個(gè)發(fā)展年新中國(guó)成立后，中國(guó)鐵路貨車主要經(jīng)歷了兩個(gè)發(fā)展階段，第一階段是從階段，第一階段是從19491949年至年至19571957年的仿制國(guó)外產(chǎn)品階段，第年的仿制國(guó)外產(chǎn)品階段，第二

12、階段是從二階段是從19571957年至今的自行設(shè)計(jì)、自主創(chuàng)新階段。在這兩個(gè)年至今的自行設(shè)計(jì)、自主創(chuàng)新階段。在這兩個(gè)階段中，階段中，我國(guó)鐵路貨車用鋼材主要經(jīng)歷了鋼木混合、碳素鋼、我國(guó)鐵路貨車用鋼材主要經(jīng)歷了鋼木混合、碳素鋼、低合金鋼、耐候鋼、高強(qiáng)度耐候鋼等幾個(gè)階段，低合金鋼、耐候鋼、高強(qiáng)度耐候鋼等幾個(gè)階段，20032003年以后，年以后，在專用貨車上采用了鋁合金和不銹鋼材料，鐵路貨車用鋼材發(fā)在專用貨車上采用了鋁合金和不銹鋼材料，鐵路貨車用鋼材發(fā)展歷程展歷程見表見表5 5。時(shí) 間(年)專用貨車通用貨車主要材料主要材料中梁主要型鋼主要板材備注中梁主要型鋼主要板材備注19491978A3A3A3同Q2

13、35-A1978198509VQ235-AF09MnCuPTi1985200309V09PCuXtQ235-AF09CuPCrNiC63型敞車09V09PCuXtQ235-AF09CuPTiRE2001200309VQ400NQR109CuPCrNiC76型敞車09V09PCuXtQ235-AF09CuPCrNi2 0 0 3 今Q450NQR1鋁合金鋁合金C80型敞車Q450NQR1主要用于70t級(jí)貨車Q450NQR1不銹鋼不銹鋼C80B型敞車表5：我國(guó)鐵路貨車用材料統(tǒng)計(jì)表 美國(guó)早在美國(guó)早在3030年代就開始采用耐候鋼，稱為年代就開始采用耐候鋼，稱為CortenCorten鋼。我國(guó)鋼。我國(guó)從

14、從6060年代開始仿制耐候鋼，年代開始仿制耐候鋼，19671967年首次試用于鐵路車輛制造。年首次試用于鐵路車輛制造。19781978年前后，鐵道部與冶金部合作，試驗(yàn)將鐵路貨車車體結(jié)構(gòu)年前后，鐵道部與冶金部合作，試驗(yàn)將鐵路貨車車體結(jié)構(gòu)用金屬材料由普通碳鋼轉(zhuǎn)為耐大氣腐蝕鋼，用金屬材料由普通碳鋼轉(zhuǎn)為耐大氣腐蝕鋼，19851985年開始在鐵路年開始在鐵路貨車上應(yīng)用，貨車上應(yīng)用，19901990年起新造貨車全部采用耐候鋼。目前年起新造貨車全部采用耐候鋼。目前, ,我國(guó)鐵我國(guó)鐵路貨車使用較多的耐候鋼牌號(hào)有路貨車使用較多的耐候鋼牌號(hào)有09CuPTiRE09CuPTiRE、09CuPCrNi09CuPCrN

15、i和和Q450NQR1Q450NQR1等，屈服極限分別為等，屈服極限分別為295MPa295MPa、345MPa345MPa和和450MPa450MPa。09CuPTiRE09CuPTiRE從從19851985年開始在年開始在60t60t級(jí)通用貨車上大批量應(yīng)用；級(jí)通用貨車上大批量應(yīng)用；09CuPCrNi09CuPCrNi從從19881988年開始在年開始在C63AC63A型敞車上得到廣泛應(yīng)用，型敞車上得到廣泛應(yīng)用，20012001年年取代了取代了09CuPTiRE09CuPTiRE，主要應(yīng)用于，主要應(yīng)用于60t60t級(jí)通用貨車；級(jí)通用貨車；Q450NQR1Q450NQR1主要主要應(yīng)用于應(yīng)用于7

16、0t70t級(jí)鐵路貨車。級(jí)鐵路貨車。2.2.2 2.2.2 不同車型采用不同材料不同車型采用不同材料 鐵路貨車按用途主要分為通用貨車、鐵路貨車按用途主要分為通用貨車、 專用貨車和長(zhǎng)大貨物專用貨車和長(zhǎng)大貨物車，車， 由于不同車型的特點(diǎn)不同，由于不同車型的特點(diǎn)不同， 其一般所采用的鋼材也不相其一般所采用的鋼材也不相同，但不同車型采用的轉(zhuǎn)向架、車鉤等基本相同，現(xiàn)將我國(guó)現(xiàn)同，但不同車型采用的轉(zhuǎn)向架、車鉤等基本相同，現(xiàn)將我國(guó)現(xiàn)階段不同車型的車體材料、轉(zhuǎn)向架材料、車鉤材料描述如下：階段不同車型的車體材料、轉(zhuǎn)向架材料、車鉤材料描述如下： 2.2.2.12.2.2.1轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向架 轉(zhuǎn)向架的車輪、車軸采用專用鋼制

17、造，在此不再詳述，主要轉(zhuǎn)向架的車輪、車軸采用專用鋼制造，在此不再詳述，主要說明搖枕、側(cè)架材料。說明搖枕、側(cè)架材料。 目前，我國(guó)鐵路貨車轉(zhuǎn)向架搖枕、側(cè)架主要采用三種材質(zhì)：目前，我國(guó)鐵路貨車轉(zhuǎn)向架搖枕、側(cè)架主要采用三種材質(zhì)：B B級(jí)鋼、級(jí)鋼、B+B+級(jí)鋼、級(jí)鋼、C C級(jí)鋼。級(jí)鋼。C C級(jí)鋼的強(qiáng)度級(jí)別較高，但由于其焊接性級(jí)鋼的強(qiáng)度級(jí)別較高，但由于其焊接性能不良，焊接時(shí)所需額外附加條件多，因此未能在我國(guó)鐵路貨車能不良，焊接時(shí)所需額外附加條件多，因此未能在我國(guó)鐵路貨車中廣泛應(yīng)用；中廣泛應(yīng)用；B B級(jí)鋼和級(jí)鋼和B+B+級(jí)鋼的焊接性能好，焊接附加條件少，在級(jí)鋼的焊接性能好，焊接附加條件少，在我國(guó)鐵路貨車中得

18、到了大量應(yīng)用。我國(guó)鐵路貨車中得到了大量應(yīng)用。 由于由于B B級(jí)鋼和級(jí)鋼和B+B+級(jí)鋼的強(qiáng)度級(jí)別不是很高，在一定程度上限制級(jí)鋼的強(qiáng)度級(jí)別不是很高，在一定程度上限制了我國(guó)鐵路貨車轉(zhuǎn)向架輕量化的發(fā)展。了我國(guó)鐵路貨車轉(zhuǎn)向架輕量化的發(fā)展。因此，研制高強(qiáng)度、焊接因此，研制高強(qiáng)度、焊接性能好、焊接附加條件少的優(yōu)良鑄鋼材質(zhì)，是鐵路貨車轉(zhuǎn)向架用性能好、焊接附加條件少的優(yōu)良鑄鋼材質(zhì)，是鐵路貨車轉(zhuǎn)向架用鋼材的一個(gè)主要發(fā)展方向。鋼材的一個(gè)主要發(fā)展方向。2.2.2.22.2.2.2車鉤車鉤 車鉤對(duì)材料的要求是強(qiáng)度高、耐磨性好、較好的焊接性能，目車鉤對(duì)材料的要求是強(qiáng)度高、耐磨性好、較好的焊接性能，目前，我國(guó)鐵路貨車車鉤主

19、要采用前，我國(guó)鐵路貨車車鉤主要采用E E級(jí)鋼，該材料較好的滿足了我國(guó)級(jí)鋼，該材料較好的滿足了我國(guó)鐵路貨車的運(yùn)用要求，但還是經(jīng)常出現(xiàn)鉤舌斷裂、鉤體磨耗嚴(yán)重等鐵路貨車的運(yùn)用要求，但還是經(jīng)常出現(xiàn)鉤舌斷裂、鉤體磨耗嚴(yán)重等質(zhì)量問題，而在質(zhì)量問題，而在E E級(jí)鋼基礎(chǔ)上要進(jìn)一步提高強(qiáng)度和耐磨性，只能增級(jí)鋼基礎(chǔ)上要進(jìn)一步提高強(qiáng)度和耐磨性，只能增加熱處理的次數(shù)，但熱處理次數(shù)的增加又會(huì)導(dǎo)致材料焊接性能的進(jìn)加熱處理的次數(shù)，但熱處理次數(shù)的增加又會(huì)導(dǎo)致材料焊接性能的進(jìn)一步的惡化。一步的惡化。因此，是否能夠研制出在既有因此，是否能夠研制出在既有E E級(jí)鋼基礎(chǔ)上強(qiáng)度、耐級(jí)鋼基礎(chǔ)上強(qiáng)度、耐磨性提高磨性提高10%10%以上且焊

20、接性能不變或能夠進(jìn)一步改善的新型鋼材，以上且焊接性能不變或能夠進(jìn)一步改善的新型鋼材，是鐵路貨車車鉤用鋼材的一個(gè)主要發(fā)展方向。是鐵路貨車車鉤用鋼材的一個(gè)主要發(fā)展方向。2.2.2.3 2.2.2.3 通用貨車車體通用貨車車體 我國(guó)現(xiàn)有通用貨車我國(guó)現(xiàn)有通用貨車6060多萬輛，占所有鐵路貨車的多萬輛，占所有鐵路貨車的95%95%以上，以上，其中敞車約占其中敞車約占60%60%。我國(guó)既有通用貨車車體材料主要以耐候鋼為。我國(guó)既有通用貨車車體材料主要以耐候鋼為主，主，60t60t級(jí)通用貨車車體材料主要采用級(jí)通用貨車車體材料主要采用09CuPTiRE09CuPTiRE和和09CuPCrNi09CuPCrNi耐

21、耐候鋼，候鋼，60t60t級(jí)通用貨車目前已全面停產(chǎn)；級(jí)通用貨車目前已全面停產(chǎn)；70t70t級(jí)通用貨車車體材料級(jí)通用貨車車體材料主要采用主要采用Q450NQR1Q450NQR1高強(qiáng)度耐候鋼。高強(qiáng)度耐候鋼。 20072007年，研制了年，研制了C70BC70B型不銹鋼通用敞車，已投入運(yùn)用考驗(yàn)，型不銹鋼通用敞車，已投入運(yùn)用考驗(yàn)，但未進(jìn)行批量生產(chǎn)。但未進(jìn)行批量生產(chǎn)。 由于通用貨車裝、卸貨條件復(fù)雜，運(yùn)用條件惡劣，車體腐蝕由于通用貨車裝、卸貨條件復(fù)雜，運(yùn)用條件惡劣，車體腐蝕嚴(yán)重，維修工作量大，目前正在探討通用貨車采用不銹鋼材料的嚴(yán)重，維修工作量大，目前正在探討通用貨車采用不銹鋼材料的可行性。可行性。2.2

22、.2.4 2.2.2.4 專用貨車車體專用貨車車體 我國(guó)專用貨車主要用于大秦線，目前保有我國(guó)專用貨車主要用于大秦線，目前保有C80BC80B型敞車型敞車2.32.3萬萬輛、輛、C80C80型敞車型敞車54005400輛，專用貨車共計(jì)近輛，專用貨車共計(jì)近2.92.9萬輛。其中萬輛。其中C80BC80B型敞型敞車車體與貨物接觸部位采用不銹鋼材料，主要承載部位采用車車體與貨物接觸部位采用不銹鋼材料，主要承載部位采用Q450NQR1Q450NQR1高強(qiáng)度耐候鋼；高強(qiáng)度耐候鋼；C80C80型敞車車體與貨物接觸部位采用鋁型敞車車體與貨物接觸部位采用鋁合金材料，主要承載部位采用合金材料，主要承載部位采用Q4

23、50NQR1Q450NQR1高強(qiáng)度耐候鋼。高強(qiáng)度耐候鋼。2.2.2.5 2.2.2.5 長(zhǎng)大貨物車長(zhǎng)大貨物車 我國(guó)長(zhǎng)大貨物車的整體水平已經(jīng)達(dá)到了世界先進(jìn)水平，長(zhǎng)大貨物車我國(guó)長(zhǎng)大貨物車的整體水平已經(jīng)達(dá)到了世界先進(jìn)水平，長(zhǎng)大貨物車對(duì)制造工藝、對(duì)制造工藝、 材料性能的要求都很高，材料性能的要求都很高， 為了降低自重、保證運(yùn)行可靠為了降低自重、保證運(yùn)行可靠性，長(zhǎng)度貨物車都選用高強(qiáng)度材料，其屈服極限一般都在性，長(zhǎng)度貨物車都選用高強(qiáng)度材料，其屈服極限一般都在680MPa680MPa以上。以上。 2006 2006年以前，我國(guó)長(zhǎng)大貨物車材料主要采用從日本進(jìn)口的年以前，我國(guó)長(zhǎng)大貨物車材料主要采用從日本進(jìn)口的W

24、EL-780AWEL-780A和從德國(guó)進(jìn)口的和從德國(guó)進(jìn)口的DILLIMAX690TDILLIMAX690T，該兩種材料強(qiáng)度高、軋制均勻性好、焊，該兩種材料強(qiáng)度高、軋制均勻性好、焊接性能好、接性能好、 焊接變形小，且能夠滿足不同厚度的需求。焊接變形小，且能夠滿足不同厚度的需求。 20062006年，為了年，為了節(jié)約成本，同時(shí)為推動(dòng)我國(guó)高強(qiáng)度鋼材的發(fā)展，從載重節(jié)約成本，同時(shí)為推動(dòng)我國(guó)高強(qiáng)度鋼材的發(fā)展，從載重450t450t落下孔車開落下孔車開始，長(zhǎng)大貨物車開始采用國(guó)產(chǎn)高強(qiáng)度鋼，主要有始，長(zhǎng)大貨物車開始采用國(guó)產(chǎn)高強(qiáng)度鋼，主要有HG785EHG785E和和HG690HG690，經(jīng)過，經(jīng)過實(shí)際運(yùn)用后，發(fā)

25、現(xiàn)該兩種材料主要缺點(diǎn)是：軋制均勻性不好、局部地方實(shí)際運(yùn)用后，發(fā)現(xiàn)該兩種材料主要缺點(diǎn)是：軋制均勻性不好、局部地方存在夾層和氣孔。長(zhǎng)大貨物車有時(shí)需要厚度存在夾層和氣孔。長(zhǎng)大貨物車有時(shí)需要厚度200mm200mm的鋼板，但國(guó)產(chǎn)高強(qiáng)的鋼板，但國(guó)產(chǎn)高強(qiáng)度鋼厚度系列少，最大厚度僅為度鋼厚度系列少，最大厚度僅為50mm50mm，不能滿足使用要求。，不能滿足使用要求。 因此，研制強(qiáng)度高、軋制均勻、焊接性好、厚度系列多的高強(qiáng)度鋼因此，研制強(qiáng)度高、軋制均勻、焊接性好、厚度系列多的高強(qiáng)度鋼材是推動(dòng)我國(guó)鐵路長(zhǎng)大貨物車乃至其他制造業(yè)發(fā)展的一個(gè)主要因素。材是推動(dòng)我國(guó)鐵路長(zhǎng)大貨物車乃至其他制造業(yè)發(fā)展的一個(gè)主要因素。2.2.

26、3 2.2.3 不銹剛不銹剛 鐵路貨車采用不銹鋼材質(zhì)主要是為了降低車輛自重鐵路貨車采用不銹鋼材質(zhì)主要是為了降低車輛自重, ,提高運(yùn)能提高運(yùn)能; ;壽命期內(nèi)免截?fù)Q壽命期內(nèi)免截?fù)Q, ,減小維修工作量。目前，不銹鋼材料主要用于專減小維修工作量。目前，不銹鋼材料主要用于專用貨車上，通用貨車基本沒有采用，其主要原因是：用貨車上，通用貨車基本沒有采用，其主要原因是： （1 1）通用貨車數(shù)量多，采用不銹鋼材料初次投入大；通用貨車數(shù)量多，采用不銹鋼材料初次投入大； （2 2）不銹鋼材料對(duì)焊接、切割下料等工藝要求很高，在大批量不銹鋼材料對(duì)焊接、切割下料等工藝要求很高，在大批量生產(chǎn)時(shí)，質(zhì)量難以保證；生產(chǎn)時(shí)，質(zhì)量難

27、以保證； 但是隨著國(guó)產(chǎn)不銹鋼材料的不斷發(fā)展，但是隨著國(guó)產(chǎn)不銹鋼材料的不斷發(fā)展， 焊接性能有了極大改焊接性能有了極大改善，焊縫疲勞可靠性有了極大提高，目前我國(guó)國(guó)產(chǎn)不銹鋼善，焊縫疲勞可靠性有了極大提高，目前我國(guó)國(guó)產(chǎn)不銹鋼T4003T4003的的各項(xiàng)性能已達(dá)到世界先進(jìn)水平，不銹鋼材料將是我國(guó)鐵路貨車未來各項(xiàng)性能已達(dá)到世界先進(jìn)水平，不銹鋼材料將是我國(guó)鐵路貨車未來用鋼的主要發(fā)展方向。用鋼的主要發(fā)展方向。 2.2.4 2.2.4 耐候鋼耐候鋼2.2.4.12.2.4.1耐候鋼的防腐機(jī)理耐候鋼的防腐機(jī)理 耐候鋼又稱耐大氣腐蝕鋼，主要指含銅鋼，耐候鋼相對(duì)于普耐候鋼又稱耐大氣腐蝕鋼，主要指含銅鋼，耐候鋼相對(duì)于普

28、通鋼材來說，其最大的特點(diǎn)是具備一定的耐腐蝕性能，由于這類通鋼材來說，其最大的特點(diǎn)是具備一定的耐腐蝕性能，由于這類鋼材含有鋼材含有CuCu和和P P，因此其耐蝕性相對(duì)碳素鋼有相當(dāng)?shù)母纳疲ǔＵJ(rèn)，因此其耐蝕性相對(duì)碳素鋼有相當(dāng)?shù)母纳?，通常認(rèn)為其壽命可延長(zhǎng)一倍左右。當(dāng)然耐候鋼并非不銹鋼，其耐候性的為其壽命可延長(zhǎng)一倍左右。當(dāng)然耐候鋼并非不銹鋼，其耐候性的機(jī)理是銹蝕一段時(shí)間后由于表面機(jī)理是銹蝕一段時(shí)間后由于表面 CuCu、P P 等微量元素富集，形成一等微量元素富集，形成一層致密的非晶態(tài)銹層組織，并與基體牢固地結(jié)合。這一穩(wěn)定化銹層致密的非晶態(tài)銹層組織，并與基體牢固地結(jié)合。這一穩(wěn)定化銹層能夠在一定程度上抵御

29、大氣中水氣及有害離子的侵入，防止或?qū)幽軌蛟谝欢ǔ潭壬系钟髿庵兴畾饧坝泻﹄x子的侵入，防止或極大地延緩基體金屬進(jìn)一步銹蝕。在一般大氣環(huán)境下，耐候鋼穩(wěn)極大地延緩基體金屬進(jìn)一步銹蝕。在一般大氣環(huán)境下，耐候鋼穩(wěn)定化銹層的生成依據(jù)所處條件可能需要幾年的時(shí)間。定化銹層的生成依據(jù)所處條件可能需要幾年的時(shí)間。 由于鐵路貨車長(zhǎng)時(shí)間處于大氣環(huán)境條件下，受到大氣中溫由于鐵路貨車長(zhǎng)時(shí)間處于大氣環(huán)境條件下，受到大氣中溫度、濕度、降水和空氣污染的作用，同時(shí)其所處環(huán)境通常并不度、濕度、降水和空氣污染的作用，同時(shí)其所處環(huán)境通常并不固定，運(yùn)用條件有時(shí)相當(dāng)惡劣。特別是在車廂內(nèi)部，除受到空固定，運(yùn)用條件有時(shí)相當(dāng)惡劣。特別是在車廂內(nèi)

30、部，除受到空氣中水、溫度和陽(yáng)光的作用外，還受到貨物中酸、堿、鹽的影氣中水、溫度和陽(yáng)光的作用外，還受到貨物中酸、堿、鹽的影響、貨物裝卸時(shí)機(jī)械的作用和運(yùn)輸、裝卸過程中貨物與車廂的響、貨物裝卸時(shí)機(jī)械的作用和運(yùn)輸、裝卸過程中貨物與車廂的相互磨擦作用。如此嚴(yán)酷的運(yùn)用條件使車輛的防護(hù)涂裝在較短相互磨擦作用。如此嚴(yán)酷的運(yùn)用條件使車輛的防護(hù)涂裝在較短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生損壞，進(jìn)而會(huì)造成鋼板的腐蝕和磨損，在此情況的時(shí)間內(nèi)發(fā)生損壞，進(jìn)而會(huì)造成鋼板的腐蝕和磨損，在此情況下主要依靠材料本身的性能，這也就是貨車車體使用耐候鋼后下主要依靠材料本身的性能，這也就是貨車車體使用耐候鋼后其使用壽命明顯優(yōu)于原普通碳鋼的主要原因。其使用壽

31、命明顯優(yōu)于原普通碳鋼的主要原因。2.2.4.22.2.4.2耐候鋼在鐵路貨車上的運(yùn)用耐候鋼在鐵路貨車上的運(yùn)用 （1 1）使用情況）使用情況 2004 2004年年1111月月1 1日日1212月月3131日日, ,對(duì)現(xiàn)有耐候鋼車輛的腐蝕、磨損情對(duì)現(xiàn)有耐候鋼車輛的腐蝕、磨損情況進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)研況進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)研, ,調(diào)研對(duì)象為大秦線運(yùn)用車和進(jìn)行廠修的車輛，調(diào)研對(duì)象為大秦線運(yùn)用車和進(jìn)行廠修的車輛，總共調(diào)研貨車數(shù)為總共調(diào)研貨車數(shù)為14561456輛。調(diào)研結(jié)果如下輛。調(diào)研結(jié)果如下: : 在所有通用貨車中，在所有通用貨車中， 敞車車體腐蝕最為嚴(yán)重，敞車車體腐蝕最為嚴(yán)重， 尤其是車體內(nèi)尤其是車體內(nèi)側(cè)，敞車車體

32、內(nèi)側(cè)鋼板的損耗主要是由于腐蝕和磨損造成的；車體側(cè)，敞車車體內(nèi)側(cè)鋼板的損耗主要是由于腐蝕和磨損造成的；車體外側(cè)長(zhǎng)時(shí)間處于大氣環(huán)境條件下，通常不直接與貨物接觸，依靠涂外側(cè)長(zhǎng)時(shí)間處于大氣環(huán)境條件下，通常不直接與貨物接觸，依靠涂料保護(hù)，發(fā)生減薄的主要原因是腐蝕；車體內(nèi)側(cè)雖然在新造時(shí)有保料保護(hù)，發(fā)生減薄的主要原因是腐蝕；車體內(nèi)側(cè)雖然在新造時(shí)有保護(hù)涂層，但硬度和厚度有限，在車輛運(yùn)用過程中由于貨物的磨擦和護(hù)涂層，但硬度和厚度有限，在車輛運(yùn)用過程中由于貨物的磨擦和碰撞很快就被損壞，轉(zhuǎn)而主要依靠材料本身的性能，而耐候鋼耐腐碰撞很快就被損壞，轉(zhuǎn)而主要依靠材料本身的性能，而耐候鋼耐腐蝕性的產(chǎn)生依賴于銹層的逐漸穩(wěn)定，

33、這一過程需要在無嚴(yán)重污染的蝕性的產(chǎn)生依賴于銹層的逐漸穩(wěn)定，這一過程需要在無嚴(yán)重污染的條件下才能完成，并且達(dá)到完全穩(wěn)定需要持續(xù)較長(zhǎng)的時(shí)間。條件下才能完成，并且達(dá)到完全穩(wěn)定需要持續(xù)較長(zhǎng)的時(shí)間。 由于敞車內(nèi)側(cè)受到貨物的磨擦和雜質(zhì)的影響，耐候鋼銹層經(jīng)由于敞車內(nèi)側(cè)受到貨物的磨擦和雜質(zhì)的影響，耐候鋼銹層經(jīng)常會(huì)被破壞，也難以達(dá)到完全穩(wěn)定。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察，車體內(nèi)表面常會(huì)被破壞，也難以達(dá)到完全穩(wěn)定。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察，車體內(nèi)表面銹層存在成片剝落現(xiàn)象，剝落后的新表面顏色相對(duì)較淺，而非穩(wěn)銹層存在成片剝落現(xiàn)象，剝落后的新表面顏色相對(duì)較淺，而非穩(wěn)定銹層的深褐色。因此，敞車鋼板減薄主要是受到腐蝕和磨損的定銹層的深褐色。因此，敞車

34、鋼板減薄主要是受到腐蝕和磨損的雙重作用，二者是相互促進(jìn)的。在保護(hù)性涂層完好的情況下磨損雙重作用，二者是相互促進(jìn)的。在保護(hù)性涂層完好的情況下磨損的主要是涂層，涂層破壞后則對(duì)母材進(jìn)行腐蝕，這是敞車內(nèi)側(cè)腐的主要是涂層，涂層破壞后則對(duì)母材進(jìn)行腐蝕，這是敞車內(nèi)側(cè)腐蝕最嚴(yán)重的主要原因。通用敞車下部鋼板的平均腐蝕、磨損速率蝕最嚴(yán)重的主要原因。通用敞車下部鋼板的平均腐蝕、磨損速率為每年為每年0.08mm0.08mm0.21mm0.21mm，門板能夠達(dá)到，門板能夠達(dá)到0.25mm0.25mm。 C63A C63A型敞車主要用于大秦線，雖然裝卸時(shí)采用機(jī)械化作業(yè)，但型敞車主要用于大秦線，雖然裝卸時(shí)采用機(jī)械化作業(yè)，但

35、由于煤炭的硬度與鋼鐵相差較大，又屬散裝貨物，對(duì)鋼材的沖擊由于煤炭的硬度與鋼鐵相差較大，又屬散裝貨物，對(duì)鋼材的沖擊和磨損并不算嚴(yán)重，這是和磨損并不算嚴(yán)重，這是C63AC63A型敞車腐蝕狀態(tài)較通用敞車輕的主型敞車腐蝕狀態(tài)較通用敞車輕的主要原因，要原因，C63AC63A型敞車鋼板平均減薄速率為每年型敞車鋼板平均減薄速率為每年0.06mm0.06mm0.12mm0.12mm。 通用敞車的運(yùn)輸對(duì)象除煤和礦石等散裝貨物外，還包括如鋼材通用敞車的運(yùn)輸對(duì)象除煤和礦石等散裝貨物外，還包括如鋼材等質(zhì)量和硬度與車體鋼材相當(dāng)或更高的貨物，再加上機(jī)械和人工裝等質(zhì)量和硬度與車體鋼材相當(dāng)或更高的貨物，再加上機(jī)械和人工裝卸過

36、程中對(duì)車體的碰撞和損壞，沖擊和磨損情況比專用敞車嚴(yán)重。卸過程中對(duì)車體的碰撞和損壞，沖擊和磨損情況比專用敞車嚴(yán)重。如如C62BC62B的側(cè)柱加強(qiáng)板從上到下厚度呈梯度減薄，接近門口下緣處最的側(cè)柱加強(qiáng)板從上到下厚度呈梯度減薄，接近門口下緣處最甚。這也從另一角度說明磨蝕的嚴(yán)重程度。從雜質(zhì)的角度考慮，煤甚。這也從另一角度說明磨蝕的嚴(yán)重程度。從雜質(zhì)的角度考慮，煤炭中雖然有水和酸、堿、硫及氯離子等存在，但相對(duì)條件還屬比較炭中雖然有水和酸、堿、硫及氯離子等存在，但相對(duì)條件還屬比較溫和；通用敞車的運(yùn)輸貨物組成復(fù)雜，可能遇到如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和高溫和；通用敞車的運(yùn)輸貨物組成復(fù)雜，可能遇到如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和高濃度的鹽類等極具

37、腐蝕性的情形，條件要惡劣得多。這是通用敞車濃度的鹽類等極具腐蝕性的情形，條件要惡劣得多。這是通用敞車在所有車型中腐蝕最嚴(yán)重的主要原因。在所有車型中腐蝕最嚴(yán)重的主要原因。 棚車由于內(nèi)側(cè)有內(nèi)襯，貨物不會(huì)直接與鋼板接觸，棚車由于內(nèi)側(cè)有內(nèi)襯，貨物不會(huì)直接與鋼板接觸， 涂層不象涂層不象敞車那樣容易被損壞，鋼材的損耗主要來自腐蝕，鋼板腐蝕并不嚴(yán)敞車那樣容易被損壞，鋼材的損耗主要來自腐蝕，鋼板腐蝕并不嚴(yán)重，棚車鋼板平均每年腐蝕重，棚車鋼板平均每年腐蝕0.05mm0.05mm左右。左右。（2 2）小結(jié)）小結(jié) 根據(jù)調(diào)研結(jié)果及對(duì)結(jié)果分析，可得出以下結(jié)論：根據(jù)調(diào)研結(jié)果及對(duì)結(jié)果分析，可得出以下結(jié)論： a. a.鐵路貨

38、車車體使用耐候鋼后其使用壽命明顯優(yōu)于普通碳鐵路貨車車體使用耐候鋼后其使用壽命明顯優(yōu)于普通碳鋼車體。鋼車體。 b.C63A b.C63A型敞車使用了型敞車使用了09CuPCrNi09CuPCrNi耐候鋼，而其他車輛使用的耐候鋼，而其他車輛使用的是是09CuPTiRE09CuPTiRE，兩種材料牌號(hào)不同，雖然據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道其耐大氣腐，兩種材料牌號(hào)不同，雖然據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道其耐大氣腐蝕性能相近，但實(shí)際使用中二者之間是否有差別尚不能判定。蝕性能相近，但實(shí)際使用中二者之間是否有差別尚不能判定。 c. c.鐵路車輛的設(shè)計(jì)壽命為鐵路車輛的設(shè)計(jì)壽命為2525年，如果希望在這一運(yùn)用期間年，如果希望在這一運(yùn)用期間內(nèi)不進(jìn)行鋼

39、板截?fù)Q且保證車輛強(qiáng)度滿足使用要求，則目前使用內(nèi)不進(jìn)行鋼板截?fù)Q且保證車輛強(qiáng)度滿足使用要求，則目前使用的耐候鋼材料尚不能滿足要求。的耐候鋼材料尚不能滿足要求。2.2.4.3 2.2.4.3 耐候鋼機(jī)械性能耐候鋼機(jī)械性能 目前，我國(guó)鐵路貨車主要采用目前，我國(guó)鐵路貨車主要采用09CuPTiRE09CuPTiRE、09CuPCrNi09CuPCrNi和和Q450NQR1Q450NQR1三種耐候鋼，其主要機(jī)械性能見表三種耐候鋼，其主要機(jī)械性能見表6 6。鋼 材厚度規(guī)格屈服極限（MPa）強(qiáng)度極限（MPa）延伸率（%）沖擊功（J）（-40）Q450NQR16mm450 550 2260（厚度12mm）6142

40、014181909CuPCrNi-A345 480 242109CuTiRe-A295 390 242109V295 440 2123.2表6：我國(guó)現(xiàn)有主要耐候鋼機(jī)械性能 09CuPTiRE 09CuPTiRE和和09CuPCrNi09CuPCrNi兩種耐候鋼中，除屈服極限和強(qiáng)度極兩種耐候鋼中，除屈服極限和強(qiáng)度極限不同外，其余性能基本都相同，我國(guó)限不同外，其余性能基本都相同，我國(guó)60t60t級(jí)鐵路貨車最初采用的級(jí)鐵路貨車最初采用的耐候鋼就是耐候鋼就是09CuPTiRE09CuPTiRE，在，在20012001年才大量采用年才大量采用09CuPCrNi09CuPCrNi，該兩種，該兩種材料機(jī)械性

41、能穩(wěn)定，焊接性能好，且具有良好的延展性能，抽樣材料機(jī)械性能穩(wěn)定，焊接性能好，且具有良好的延展性能，抽樣試驗(yàn)表明其各項(xiàng)性能指標(biāo)都能夠達(dá)到各自標(biāo)準(zhǔn)要求。為我國(guó)鐵路試驗(yàn)表明其各項(xiàng)性能指標(biāo)都能夠達(dá)到各自標(biāo)準(zhǔn)要求。為我國(guó)鐵路貨車的發(fā)展做出了很大貢獻(xiàn)。貨車的發(fā)展做出了很大貢獻(xiàn)。 屈服強(qiáng)度為屈服強(qiáng)度為450MPa 450MPa 的的Q450NQR1Q450NQR1高強(qiáng)度耐候鋼的研制成功，為高強(qiáng)度耐候鋼的研制成功，為我國(guó)鐵路貨車輕量化設(shè)計(jì)奠定了夯實(shí)的基礎(chǔ)，其各項(xiàng)機(jī)械性能指我國(guó)鐵路貨車輕量化設(shè)計(jì)奠定了夯實(shí)的基礎(chǔ)，其各項(xiàng)機(jī)械性能指標(biāo)都達(dá)到了世界先進(jìn)水平，但根據(jù)實(shí)際運(yùn)用結(jié)果來看，該材料主標(biāo)都達(dá)到了世界先進(jìn)水平，但根

42、據(jù)實(shí)際運(yùn)用結(jié)果來看，該材料主要有以下幾點(diǎn)缺點(diǎn)：要有以下幾點(diǎn)缺點(diǎn)： （1 1）耐大氣腐蝕性雖然比普通碳素鋼好，但還是達(dá)不到車耐大氣腐蝕性雖然比普通碳素鋼好，但還是達(dá)不到車輛使用的要求，需進(jìn)一步提高。輛使用的要求，需進(jìn)一步提高。 （2 2）不同鋼廠生產(chǎn)的材料延伸率變化范圍較大，厚度較大不同鋼廠生產(chǎn)的材料延伸率變化范圍較大，厚度較大的鋼板延伸率有時(shí)還達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求。的鋼板延伸率有時(shí)還達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求。 （3 3）該材質(zhì)對(duì)高溫敏感度大，難以進(jìn)行火焰校正。該材質(zhì)對(duì)高溫敏感度大，難以進(jìn)行火焰校正。 根據(jù)國(guó)外鐵路貨車耐候鋼的發(fā)展過程來看，當(dāng)鋼材的強(qiáng)度根據(jù)國(guó)外鐵路貨車耐候鋼的發(fā)展過程來看，當(dāng)鋼材的強(qiáng)度提高時(shí)，其

43、耐大氣腐蝕性、延伸率、焊接性能都會(huì)受到影響。提高時(shí)，其耐大氣腐蝕性、延伸率、焊接性能都會(huì)受到影響。Q450NQR1Q450NQR1的強(qiáng)度已經(jīng)基本能夠滿足鐵路貨車的運(yùn)用要求，但在的強(qiáng)度已經(jīng)基本能夠滿足鐵路貨車的運(yùn)用要求，但在此強(qiáng)度基礎(chǔ)上，還需要進(jìn)一步提高其耐大氣腐蝕性、延伸率、此強(qiáng)度基礎(chǔ)上，還需要進(jìn)一步提高其耐大氣腐蝕性、延伸率、軋制工藝穩(wěn)定性等性能，更好的滿足鐵路貨車用鋼的需求。軋制工藝穩(wěn)定性等性能，更好的滿足鐵路貨車用鋼的需求。3 3 鐵路貨車對(duì)鋼材的需求趨向鐵路貨車對(duì)鋼材的需求趨向 鐵路貨車的生產(chǎn)正在由單一品種、大批量向多品種、小批量鐵路貨車的生產(chǎn)正在由單一品種、大批量向多品種、小批量的方

44、向發(fā)展，鐵路貨車的出口也將不斷地增加，對(duì)鐵路貨車的性的方向發(fā)展，鐵路貨車的出口也將不斷地增加，對(duì)鐵路貨車的性能參數(shù)和制造水平的要求也將越來越高。因此，對(duì)鐵路貨車用鋼能參數(shù)和制造水平的要求也將越來越高。因此，對(duì)鐵路貨車用鋼材的品種和性能也會(huì)有更多、更高的需求。從目前生產(chǎn)情況和長(zhǎng)材的品種和性能也會(huì)有更多、更高的需求。從目前生產(chǎn)情況和長(zhǎng)遠(yuǎn)分析，對(duì)鋼材的需求趨向主要有以下幾個(gè)方面。遠(yuǎn)分析，對(duì)鋼材的需求趨向主要有以下幾個(gè)方面。 3.1 3.1 耐大氣腐蝕性耐大氣腐蝕性 09CuPTiRE09CuPTiRE和和09CuPCrNi09CuPCrNi不能滿足鐵路貨車壽命期不能滿足鐵路貨車壽命期2525年內(nèi)免年

45、內(nèi)免截?fù)Q的要求。截?fù)Q的要求。Q450NQR1Q450NQR1是現(xiàn)階段我國(guó)鐵路貨車的主要用鋼，其是現(xiàn)階段我國(guó)鐵路貨車的主要用鋼，其耐大氣腐蝕性不比耐大氣腐蝕性不比09CuPCrNi09CuPCrNi高高, ,因此因此, ,提高耐大氣腐蝕性是我提高耐大氣腐蝕性是我國(guó)鐵路貨車用耐候鋼未來發(fā)展的主要方向之一。國(guó)鐵路貨車用耐候鋼未來發(fā)展的主要方向之一。 Q450NQR1Q450NQR1高強(qiáng)度耐候鋼在我國(guó)高強(qiáng)度耐候鋼在我國(guó)70t70t級(jí)、級(jí)、80t80t級(jí)鐵路貨車上廣級(jí)鐵路貨車上廣泛應(yīng)用，很好的滿足了我國(guó)鐵路貨車的發(fā)展需要。目前，我公泛應(yīng)用，很好的滿足了我國(guó)鐵路貨車的發(fā)展需要。目前，我公司正在與各鋼廠合作

46、研究提高司正在與各鋼廠合作研究提高Q450NQR1Q450NQR1耐候鋼的耐腐性，預(yù)計(jì)耐候鋼的耐腐性，預(yù)計(jì)Q450NQR1Q450NQR1耐候鋼的耐腐性將會(huì)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上提高耐候鋼的耐腐性將會(huì)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上提高30%30%以上。屆以上。屆時(shí)，時(shí)，Q450NQR1Q450NQR1將會(huì)更好的滿足鐵路貨車的發(fā)展需求。將會(huì)更好的滿足鐵路貨車的發(fā)展需求。 3.2 3.2 機(jī)械性能機(jī)械性能 （1 1）強(qiáng)度等級(jí)）強(qiáng)度等級(jí) Q450NQR1Q450NQR1的屈服強(qiáng)度為的屈服強(qiáng)度為450MPa450MPa，其強(qiáng)度等級(jí)基本能夠滿足鐵，其強(qiáng)度等級(jí)基本能夠滿足鐵路貨車的發(fā)展需求，因?yàn)殍F路貨車設(shè)計(jì)時(shí)，強(qiáng)度只是其考核標(biāo)準(zhǔn)路貨

47、車的發(fā)展需求，因?yàn)殍F路貨車設(shè)計(jì)時(shí)，強(qiáng)度只是其考核標(biāo)準(zhǔn)之一，提高材料強(qiáng)度的最大目的就是為了降低車輛自重，而降低之一，提高材料強(qiáng)度的最大目的就是為了降低車輛自重，而降低自重就要使鋼材厚度減薄，厚度減薄就會(huì)使車輛的剛度、疲勞可自重就要使鋼材厚度減薄，厚度減薄就會(huì)使車輛的剛度、疲勞可靠性降低。同時(shí)，材料強(qiáng)度等級(jí)提高時(shí)，其相應(yīng)的其他性能如延靠性降低。同時(shí)，材料強(qiáng)度等級(jí)提高時(shí)，其相應(yīng)的其他性能如延伸率、焊接性能、耐大氣腐蝕性等會(huì)相應(yīng)減小。伸率、焊接性能、耐大氣腐蝕性等會(huì)相應(yīng)減小。 因此，因此，Q450NQR1Q450NQR1的強(qiáng)度等級(jí)沒有進(jìn)一步提高的必要性。但為的強(qiáng)度等級(jí)沒有進(jìn)一步提高的必要性。但為了未來

48、鐵路貨車的發(fā)展需要，應(yīng)該進(jìn)一步完善屈服強(qiáng)度為了未來鐵路貨車的發(fā)展需要，應(yīng)該進(jìn)一步完善屈服強(qiáng)度為550MPa550MPa的耐候鋼各項(xiàng)性能指標(biāo)，作為技術(shù)儲(chǔ)備。的耐候鋼各項(xiàng)性能指標(biāo)，作為技術(shù)儲(chǔ)備。（2 2）延伸率）延伸率 延伸率是鐵路貨車用鋼最重要的指標(biāo)之一，鐵路貨車采用了延伸率是鐵路貨車用鋼最重要的指標(biāo)之一，鐵路貨車采用了大量的冷彎型鋼，而冷彎型鋼的成型、彎角大小主要由材料的延大量的冷彎型鋼，而冷彎型鋼的成型、彎角大小主要由材料的延伸率來確定，如果延伸率小，則冷彎型鋼的彎角半徑就會(huì)很大，伸率來確定，如果延伸率小，則冷彎型鋼的彎角半徑就會(huì)很大，在很多情況下不能滿足應(yīng)用要求。在很多情況下不能滿足應(yīng)用要

49、求。09CuPTiRE09CuPTiRE和和09CuPCrNi 09CuPCrNi 兩種兩種耐候鋼具有良好的壓延性能，耐候鋼具有良好的壓延性能， 用該材料制造的冷彎型鋼成型美用該材料制造的冷彎型鋼成型美觀，裂紋產(chǎn)生幾率少；隨著強(qiáng)度的提高，相對(duì)來說觀，裂紋產(chǎn)生幾率少；隨著強(qiáng)度的提高，相對(duì)來說Q450NQR1Q450NQR1的延的延伸率有所降低，伸率有所降低， 厚度較厚的板材延伸率有時(shí)還難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要厚度較厚的板材延伸率有時(shí)還難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，且不同鋼廠生產(chǎn)的鋼材延伸率相差較大，給貨車制造帶來了求，且不同鋼廠生產(chǎn)的鋼材延伸率相差較大，給貨車制造帶來了一定得困難。一定得困難。 其實(shí)不僅是材料在制作冷

50、彎型鋼和壓型件時(shí)對(duì)延伸率有要其實(shí)不僅是材料在制作冷彎型鋼和壓型件時(shí)對(duì)延伸率有要求，貨車車體在運(yùn)行過程中并不是一個(gè)完全的剛體，在縱向、求，貨車車體在運(yùn)行過程中并不是一個(gè)完全的剛體，在縱向、垂向等載荷作用下，車體會(huì)有一定的彈性變形，特別是平車，垂向等載荷作用下，車體會(huì)有一定的彈性變形，特別是平車，車體剛度小撓度大，在垂向載荷作用下，變形較大，這就需要車體剛度小撓度大，在垂向載荷作用下，變形較大，這就需要材料有良好的塑性，即有較高的延伸率。另外，良好的塑性和材料有良好的塑性，即有較高的延伸率。另外，良好的塑性和韌性也是材料焊接性能的重要保證之一。韌性也是材料焊接性能的重要保證之一。 因此，提高延伸率

51、是鐵路貨車用鋼的一個(gè)主要需求趨向。因此，提高延伸率是鐵路貨車用鋼的一個(gè)主要需求趨向。 3.3 3.3 焊接性能焊接性能 鐵路貨車鐵路貨車80%80%以上的連接方式采用焊接，因此，鐵路貨車用以上的連接方式采用焊接，因此，鐵路貨車用鋼材的焊接性能是鐵路貨車可靠性和安全性的重要保障之一。鋼材的焊接性能是鐵路貨車可靠性和安全性的重要保障之一。 09CuPTiRE09CuPTiRE和和09CuPCrNi09CuPCrNi兩種材料經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)用考驗(yàn)，具兩種材料經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)用考驗(yàn)，具有良好的焊接性能，且其焊接規(guī)范、焊絲等已制定成了標(biāo)準(zhǔn)。有良好的焊接性能，且其焊接規(guī)范、焊絲等已制定成了標(biāo)準(zhǔn)。Q450NQR

52、1Q450NQR1研制成功后，在各貨車制造單位和鋼廠的共同努力下，研制成功后，在各貨車制造單位和鋼廠的共同努力下，經(jīng)過大量的焊接試驗(yàn)，制定了經(jīng)過大量的焊接試驗(yàn)，制定了Q450NQR1Q450NQR1鋼材的焊接規(guī)范，經(jīng)過幾鋼材的焊接規(guī)范，經(jīng)過幾年的實(shí)際運(yùn)用考驗(yàn)，證明年的實(shí)際運(yùn)用考驗(yàn)，證明Q450NQR1Q450NQR1具有較好的焊接性能。具有較好的焊接性能。 鐵路貨車對(duì)鋼材的焊接性能主要有一下幾點(diǎn)要求：鐵路貨車對(duì)鋼材的焊接性能主要有一下幾點(diǎn)要求： （1 1）在正常工作條件下能夠進(jìn)行焊接，不應(yīng)附加過多的額在正常工作條件下能夠進(jìn)行焊接，不應(yīng)附加過多的額外條件，比如焊接環(huán)境溫度要求、預(yù)熱要求等。外條件

53、，比如焊接環(huán)境溫度要求、預(yù)熱要求等。 （2 2）材料軋制均勻，塑性、韌性好，焊接變形小。材料軋制均勻，塑性、韌性好，焊接變形小。 （3 3）材料的材料的P P、S S含量不應(yīng)太高，以防止焊接裂紋的產(chǎn)生。含量不應(yīng)太高，以防止焊接裂紋的產(chǎn)生。 （4 4）焊絲通用性好，額外附加條件少。焊絲通用性好，額外附加條件少。 （5 5）材料研制單位應(yīng)在對(duì)材料焊接性充分研究的基礎(chǔ)上，材料研制單位應(yīng)在對(duì)材料焊接性充分研究的基礎(chǔ)上，提出該材料的焊接規(guī)范。提出該材料的焊接規(guī)范。3.4 3.4 熱敏感性熱敏感性 鐵路貨車鋼結(jié)構(gòu)焊接后不可避免地要遇到火焰矯正，火焰校鐵路貨車鋼結(jié)構(gòu)焊接后不可避免地要遇到火焰矯正，火焰校正溫

54、度一般會(huì)達(dá)過正溫度一般會(huì)達(dá)過10001000。在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)采用。在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)采用09CuPTiRE09CuPTiRE和和09CuPCrNi09CuPCrNi兩種材質(zhì)時(shí)，制造工廠一般可以采取火焰矯正；當(dāng)采用兩種材質(zhì)時(shí)，制造工廠一般可以采取火焰矯正；當(dāng)采用Q450NQR1Q450NQR1材質(zhì)時(shí)，經(jīng)過試驗(yàn)，當(dāng)溫度超過材質(zhì)時(shí)，經(jīng)過試驗(yàn)，當(dāng)溫度超過700700時(shí)，對(duì)鋼材機(jī)械性時(shí)，對(duì)鋼材機(jī)械性能及晶粒度的有一定的影響，因此能及晶粒度的有一定的影響，因此Q450NQR1Q450NQR1材質(zhì)火焰校正溫度一材質(zhì)火焰校正溫度一般要求不超過般要求不超過680680，但這不能滿足火焰校正的要求。因此，在保，但

55、這不能滿足火焰校正的要求。因此，在保證材料其他性能的前提下，應(yīng)盡可能的降低材料的熱敏感性。證材料其他性能的前提下，應(yīng)盡可能的降低材料的熱敏感性。3.5 3.5 強(qiáng)度系列化強(qiáng)度系列化 目前，鐵路貨車基本上都為全鋼焊接結(jié)構(gòu)，其各部位的受力目前，鐵路貨車基本上都為全鋼焊接結(jié)構(gòu)，其各部位的受力狀態(tài)并不一致，拿敞車來說，其底架相對(duì)于端、側(cè)墻受力大，而狀態(tài)并不一致，拿敞車來說，其底架相對(duì)于端、側(cè)墻受力大，而底架中中梁、枕梁為全車最主要受力部件，中梁、枕梁主要采用底架中中梁、枕梁為全車最主要受力部件，中梁、枕梁主要采用高強(qiáng)度材料，而端、側(cè)墻主要考慮材料的耐腐蝕性能。因此，鐵高強(qiáng)度材料，而端、側(cè)墻主要考慮材料的耐腐蝕性能。因此，鐵路貨車用鋼材應(yīng)形成強(qiáng)度系列化，主要受力部位可采用高強(qiáng)度鋼路貨車用鋼材應(yīng)形成強(qiáng)度系列化，主要受力部位可采用高強(qiáng)度鋼材，一般受力部位可采用強(qiáng)度級(jí)別較低的鋼材，材，一般受力部位可采用強(qiáng)度級(jí)別較低的鋼材， 像地板、端側(cè)像地板、端側(cè)板、底架附屬件等部位最希望采用強(qiáng)度級(jí)別較低、耐腐性好且價(jià)板、底架附屬件等部位最希望采用強(qiáng)度級(jí)別較低、耐腐性好且價(jià)格適中的材料。格適中的材料。3.6 3.6 型鋼專用化型鋼專用化 鐵路貨車專用型鋼的采用，有效的節(jié)約了材料，方便了貨鐵路貨車專用型鋼的采用，有效的節(jié)約了材料，方便