1、重载铁路钢轨技术的研究及应用 中国铁道科学研究院金化所 2011年2月 主要内容 1 引言 2 钢轨的伤损失效特点 3 钢轨的要求和材质选择 4 重载铁路钢轨的研发及应用 5 重载铁路道岔用轨的研发及应用 6 结束语 、引言 随着我国重载运输事业的快速发展，钢轨的 使用条件更加苛刻，轴重大、密度高、速度 快对重载钢轨提出了新要求。除了对钢轨质 量要求更为严格外，还需要更高的安全性。 2、重载运输条件下钢轨的 伤损失效特点 重载铁路钢轨伤损特点 1）曲线上股侧磨、剥离掉块 2）曲线下股剥离掉块 3）焊接接头重伤 4）疲劳核伤 3、重载运输条件下钢轨的要求 和材质选择 性能要求： 1）足够的强度和
2、耐磨性能 2）高的抗疲劳性能 3）良好的焊接性能 材质选择： 1）在半径8001000m以下的曲线上采用热处理钢 轨; 2）其他采用880980MPa级的热轧钢轨。 4、重载铁路钢轨的研发 及应用 重载铁路钢轨本身的性能是延长 其使用寿命的关键，为此，近年 来，铁科院与钢厂合作，先后研 发了U77MnCr、PG4和贝氏体新 钢种钢轨 ，同时还开发了68kg/m 新断面钢轨。 1）U77MnCr钢轨的研发 钢中含铬0.250.40%，便于热处 理和焊接； 热处理后，轨面硬度大于370HB。 2）PG4钢轨的研发 在U75V的基础上，加铬 0.300.70%；可提高热处理后钢轨 的硬度，适合在严重
3、磨耗地段使用 。 自2005年始，U77MnCr和 PG4热 处理钢轨在重载铁路上使用，表 现良好，使用寿命显著提高。 3）贝氏体钢轨的研发 贝氏体钢的强度和韧塑性配合极好 ，尤其韧性更好，是珠光体钢轨钢 的25倍。 铁科院和鞍钢合作，于2002年在国 内首次成功试制出了空冷贝氏体钢 轨。其强度大于1300MPa，伸长率 大于15%；冲击功最高达到142J， 这些性能均大大超过了珠光体钢轨 。 从2003年开始，研制的贝氏体钢轨 先后在沈阳局、成都局、北京局和 太原局上道试铺，结果表明，其使 用性能明显优于相同区段铺设的珠 光体钢轨。 4）68kg/m新断面钢轨的研发 我国铁路在轨型方面主要有
4、50、60 和75kg/m，缺少70kg/m左右的断面 。因此开展68kg/m钢轨的试验研究 ，可为我国重载铁路钢轨的铺用提 供更多的选择，对全面发展我国重 载铁路运输具有重要的意义。 2007年，铁科院与攀钢、呼和局 等合作，对68kg/m钢轨进行研究。 试制生产的20多公里68kg/m钢轨， 铺设在京包线上进行使用考核。由 于68轨轨头廓面较好，可显著减少 使用中出现剥离掉块。总体使用情 况良好。 68kg/m钢轨曲线中部上股使用情况（通过总重约1亿吨） U75V 曲线中部上股剥离掉块情况（通过5000万吨） 5 、重载道岔钢轨的研发 5.1 贝氏体钢辙叉的研发 2005年，铁科院与鞍钢、
5、齐齐哈尔 铁路工务机械厂合作，研发贝氏体 钢翼轨锻焊辙叉。第一批上道铺设 的贝氏体钢翼轨至今已通过总重4 亿吨，仍在道上使用。 孙家车站铺设的贝氏体钢翼轨辙叉 5.2 贝氏体钢尖轨的研发 2008年铁科院与鞍钢、齐齐哈尔工务机 械厂合作，进行贝氏体钢尖轨的研发。 2008年12月，试制的60kg/m 和75kg/m 道岔用贝氏体钢尖轨共9组，分别在北 同蒲和大秦重车线上道试铺。 上道铺设的9组贝氏体钢尖轨，其 使用寿命比原来铺设的珠光体钢尖 轨提高24倍。贝氏体钢尖轨的研 制成功，为解决重载铁路道岔尖轨 使用寿命短的重大技术难题提供了 一条行之有效的途径。 6、 结束语 重载铁路钢轨研发工作仍在继续，下一 步工作还将继续开展钢轨及道岔用轨的 新钢种研究工作，另外继续开展新廓形 的研究工作，通过各方面的研究工作， 继续延长重载铁路钢轨的使用寿命。 谢 谢
