钢轨闪光焊过程中的晶粒长大及其控制

发布时间：2024-04-21 13:04

　　无缝铁路是近几年轨道交通的发展趋势。钢轨闪光焊是无缝铁路建设过程中的重要焊接手段,但焊接过程中接头附近的金属由于受到焊接热循环的加热作用,因此受热部位的晶粒将出现长大的现象,粗大的晶粒会对接头的强度、硬度和韧性等力学性能造成不利影响。国内主要是利用焊后热处理减小闪光焊接头晶粒尺寸,目前已经有学者通过改变正火方式、优化感应正火线圈结构和调整感应正火频率等工艺参数来调整接头晶粒尺寸,但是采用正火工艺会增加生产工序,降低生产效率,提高生产成本,并且不当正火工艺甚至会降低焊接接头的性能。但欧洲、美国、日本、印度等国家,它们在无缝铁路建设的钢轨焊接标准中焊接接头是不需采用焊后热处理的。随着中国“一带一路战略和中国高铁走出去战略”的推进,在高铁建设中使轨道焊接标准同国际接轨已迫在眉睫。目前国内标准与国际标准存在很大差异,因此有必要对晶粒长大的影响因素和控制焊接接头晶粒长大的措施进行深入研究,为国家战略和标准修订提供支撑。本文对无缝线路建设中常用的U75V、U71Mn和U78CrV钢轨钢的晶粒长大过程进行了研究,得到了U75V、U71Mn和U78CrV钢轨钢的晶粒长大模型,并在此基础上研究了闪光焊工...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景与意义
    1.2 钢轨焊接方法与研究现状
        1.2.1 钢轨焊接方法
        1.2.2 钢轨焊接研究现状
    1.3 闪光焊主要影响参数
    1.4 数值模拟技术简介
    1.5 主要研究内容和方法
第2章 钢轨闪光焊和晶粒长大理论分析
    2.1 钢轨闪光焊
        2.1.1 钢轨闪光焊原理
        2.1.2 钢轨闪光焊过程
    2.2 闪光焊过程中传热与晶粒长大理论
        2.2.1 闪光焊过程中的热传导理论
        2.2.2 奥氏体晶粒长大理论
    2.3 本章小结
第3章 钢轨钢奥氏体晶粒长大模型的建立
    3.1 试验材料和方法
    3.2 试验结果与分析
        3.2.1 加热温度对钢轨钢奥氏体晶粒长大的影响
        3.2.2 加热时间对钢轨钢奥氏体晶粒长大的影响
    3.3 钢轨钢奥氏体晶粒长大的动力学模型
        3.3.1 U75V钢轨钢Beck模型
        3.3.2 U75V钢轨钢Hillert模型
        3.3.3 U75V、U71Mn和 U78CrV钢轨钢的Sellars-Anelli晶粒长大模型
    3.4 本章小结
第4章 U75V钢轨钢晶粒粗化温度在闪光焊中的应用
    4.1 闪光加热模式对钢轨闪光焊接头晶粒粗化的影响
    4.2 顶锻过程对钢轨闪光焊接头晶粒长大的影响
        4.2.1 顶锻量对接头晶粒长大的影响
        4.2.2 距焊缝中心的距离与晶粒长大的关系
    4.3 正火工艺参数对接头晶粒尺寸的影响
    4.4 本章小结
第5章 钢轨闪光焊顶锻过程对接头晶粒尺寸的影响
    5.1 移动式闪光焊机夹钳的受力分析及其优化
        5.1.1 材料的属性和单元类型的选择
        5.1.2 边界条件的确定
        5.1.3 有限元计算结果
        5.1.4 夹钳的改进
    5.2 顶锻过程对接头晶粒尺寸的影响
        5.2.1 接头试样流线组织及热影响区的宏观形貌
        5.2.2 接头试样的晶粒尺寸
        5.2.3 接头试样的硬度
    5.3 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及科研成果



本文编号：3960910