不(bu)銹鋼客車以其經(jing)濟耐用、美觀(guan)安全等一系列優點,在時速200km以下的軌(gui)道交(jiao)通中有廣闊(kuo)的應(ying)用前景。不(bu)銹鋼客車車貌,見圖6-4。


 軌道車輛的表皮使用了不銹鋼鋼帶,所以被稱為半不銹鋼車輛(或者表皮不銹鋼車輛)。車體為鋼制,外皮使用了06Cr19Ni10(304)制的鋼板。用不銹鋼板是代替涂層鋼板使用的,主要目的是為了解決車皮的腐蝕以及通過無涂層化來降低保養費用。作為軌道車輛用不銹鋼,美國當時使用了AISI 200系,尤其是12Cr17Mn6Ni5N(201)鋼作為外層鋼板,為了進一步加強車輛的輕量化、提高“免保養”的效果,出現了“全不銹鋼”的車輛,車的骨架也使用了不銹鋼。通過對影響12Cr17Ni7(301)鋼強度的調質輥壓、加工、焊接方法等進行改善,外表使用了06Cr19Ni10(304)或者12Cr17Ni7(301),并且進行波紋加工、排氣扇成形、焊接組裝等,除了底框的特殊部分,全都使用不銹鋼來制造。根據不銹鋼的不同鋼種,基于強度方面的考慮,全都采用12Cr17Ni7(301)冷軋帶鋼,電阻點焊的焊接熱影響不大,所以適合大多數情況下的焊接;但是局部組裝所使用的電弧焊接部分,由于使用環境的緣故以及用于清洗的清潔劑的原因,曾經發生過晶間腐蝕和晶界應力腐蝕斷裂。


圖 4.jpg


  通過對12Cr17Ni7(301)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)C、Ni、N等(deng)成分以(yi)及(ji)(ji)調質輥(gun)壓(ya)的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)進行了(le)研究,明確(que)了(le)C、N、Mn、Ni等(deng)含量(liang)(liang)(liang)對拉伸(shen)特征的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang),并(bing)且認為碳(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)含量(liang)(liang)(liang)在0.06%以(yi)下(xia)時晶(jing)間腐(fu)蝕就(jiu)會(hui)變(bian)得緩慢,實(shi)施冷加工以(yi)后進行晶(jing)間腐(fu)蝕敏化處理的(de)(de)(de)(de)時候敏感性(xing)會(hui)增(zeng)(zeng)加,所(suo)以(yi)有必要將碳(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)含量(liang)(liang)(liang)進一步(bu)降低到0.03%以(yi)下(xia)。可有效防(fang)止上述(shu)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)間腐(fu)蝕或者晶(jing)界(jie)應力腐(fu)蝕斷(duan)裂,實(shi)現不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)高強(qiang)度化。進一步(bu)明確(que)了(le)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)穩(wen)定度[Ma(30)]與(yu)調質輥(gun)壓(ya)后的(de)(de)(de)(de)延展以(yi)及(ji)(ji)屈(qu)服比的(de)(de)(de)(de)關系。通過奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)對022Cr17Ni7(301L)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)拉伸(shen)特征的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)分析,搞清楚(chu)了(le)下(xia)列問(wen)題:拉伸(shen)強(qiang)度在很大(da)(da)程度上取決于應變(bian)致生馬氏(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang)(liang),并(bing)隨(sui)(sui)(sui)(sui)著(zhu)Ni當量(liang)(liang)(liang)([Ni]+0.35[[Si]+0.4[Mn]+0.65[Cr]+12.6[C+N])的(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加而降低;另外屈(qu)服強(qiang)度幾(ji)乎(hu)不受Ni當量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang),但(dan)會(hui)隨(sui)(sui)(sui)(sui)著(zhu)氮(dan)(dan)含量(liang)(liang)(liang)而增(zeng)(zeng)大(da)(da),相反的(de)(de)(de)(de),延展性(xing)受Ni當量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)比較大(da)(da),等(deng)等(deng)。12Cr17Ni7(301)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度會(hui)隨(sui)(sui)(sui)(sui)著(zhu)碳(tan)(tan)以(yi)及(ji)(ji)氮(dan)(dan)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)變(bian)化而增(zeng)(zeng)大(da)(da),但(dan)氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)作用在奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)相時是碳(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)2倍(bei)。還有,拉伸(shen)強(qiang)度隨(sui)(sui)(sui)(sui)著(zhu)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)穩(wen)定度的(de)(de)(de)(de)上升而下(xia)降,同一奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)穩(wen)定度隨(sui)(sui)(sui)(sui)著(zhu)碳(tan)(tan)以(yi)及(ji)(ji)氮(dan)(dan)量(liang)(liang)(liang)而增(zeng)(zeng)大(da)(da);延展性(xing)隨(sui)(sui)(sui)(sui)著(zhu)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)穩(wen)定度的(de)(de)(de)(de)上升而提高;從耐腐(fu)蝕性(xing)和強(qiang)度兩方面來看(kan)最(zui)佳成分是022Cr17Ni7N(301LN)。


  為(wei)(wei)了(le)改(gai)善耐晶間腐蝕開裂,將碳量調整(zheng)為(wei)(wei)0.03%以下(xia),并(bing)通過氮的(de)添加以及適當成(cheng)分的(de)比例調整(zheng)開發出了(le)能同時滿足強度需求的(de)022Cr17Ni7(301LN)鋼,被(bei)軌道(dao)車輛廣泛采用。


  車輛底(di)座部位由于大(da)量地(di)進行電(dian)焊(han),而(er)022Cr17Ni7(301LN)這樣的硬材會因焊(han)接(jie)而(er)導致強(qiang)度的下降(jiang),所以不被采用。基(ji)于輕量化的考慮,開發出了雙相不銹鋼Cr19Ni5Cu2N,確保焊(han)接(jie)部分也不會軟化。


  不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)軌(gui)道(dao)交(jiao)通(tong)中的(de)(de)應用(yong)(yong)前(qian)景廣闊(kuo),不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)需求量將(jiang)不(bu)(bu)(bu)斷增加。不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)軌(gui)道(dao)交(jiao)通(tong)中除用(yong)(yong)作車(che)(che)(che)(che)站裝飾外,主要(yao)用(yong)(yong)于制(zhi)造軌(gui)道(dao)車(che)(che)(che)(che)輛(liang)。目前(qian),半不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)車(che)(che)(che)(che)體(ti),用(yong)(yong)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)制(zhi)造車(che)(che)(che)(che)體(ti)的(de)(de)易腐蝕部件,如翻板、腳蹬、枕外平(ping)地(di)板、空(kong)調平(ping)臺(tai)平(ping)頂板、洗臉室臺(tai)面、水箱(xiang)(xiang)(xiang)、污物箱(xiang)(xiang)(xiang)、逆(ni)變器箱(xiang)(xiang)(xiang)、充電器箱(xiang)(xiang)(xiang)、直流電源箱(xiang)(xiang)(xiang)等。全不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)客車(che)(che)(che)(che)車(che)(che)(che)(che)輛(liang)的(de)(de)車(che)(che)(che)(che)體(ti)除牽枕等少量結構件用(yong)(yong)低合金(jin)鋼(gang)(gang)外,其余可(ke)全部用(yong)(yong)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)制(zhi)造,鋼(gang)(gang)種(zhong)為(wei)12CrNi7(301)和06Cr19Ni10(304)等不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),每輛(liang)車(che)(che)(che)(che)的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)板材用(yong)(yong)量為(wei)9~10噸。


  不(bu)銹(xiu)鋼車體用(yong)022Cr17Ni7(301L)和(he)06Cr19Ni10(304)不(bu)銹(xiu)鋼冷軋(ya)板(其中301L不(bu)銹(xiu)鋼用(yong)量占(zhan)70%),材料和(he)等級分別是(shi)301L-LT、301L-DLT、301L-ST、301L-MT、301L-HT 和(he)06Cr19Ni10(304),要求022Cr17Ni7(301L)的碳含量<0.03%。


 表6-8是機車(che)車(che)輛用不銹鋼牌號和(he)性能要求。


8.jpg