钢轨踏面硬度在线非接触检测的研究

本文简述了电磁检测硬度的机理,利用电磁无损检测对钢轨双频淬火后的全长连续接触硬度检测进行测试研究,对钢轨纵向硬度的区分度已达铁道部部标准。对该研究成果转化为生产力进行了初步探讨。     

钢轨连续非接触硬度检测的研究

本文简述了电磁检测硬度的机理，利用电磁无损检测对钢轨双频淬火后的全长连续非接触硬度检测进行测试研究，对钢轨纵向硬度的区分度已达铁道部部标准，对该研究成果转化为生产力进行了初步探讨。     

基于电磁原理的钢轨裂纹高速在线巡检方法

由于非接触式检测的优势,电磁无损检测技术具有实现铁路钢轨裂纹高速在线巡检的可行性,但检测探头与被测钢轨间的快速相对运动引起的速度效应会对巡检结果带来较大影响。从电磁场基本理论出发,对高速漏磁检测中的速度效应进行了分析;依据速度因素的特点提出了钢轨裂纹高速在线电磁巡检的方法,其特征在于采用直流励磁激励的磁轭分别对钢轨踏面进行纵向和横向磁化,检测探头采用布置在磁轭两磁极中间位置的三维霍尔传感器和三维检测线圈以及缠绕在磁轭臂上的检测线圈。在高速无损检测试验平台上的试验结果表明,提出的巡检方法可以有效实现钢轨裂纹的高速在线巡检,且不同方法对不同类型的钢轨裂纹缺陷识别各有优势,方法互补之后可以实现不同类型钢轨以大于200 km/h速度在线巡检及缺陷的有效识别。     

基于电磁超声表面波的钢轨在线探伤装置

针对目前普遍采用的压电超声式钢轨在线探伤装置存在探伤速度有限,难以检测钢轨表面缺陷的缺点,设计了一种基于电磁超声表面波的钢轨探伤装置。该装置采用透反结合的方式,通过两种频率的电磁超声表面波进行钢轨在线探伤;通过电磁超声大功率发射和低噪声接收电路完成超声波的发射和接收;采用基于FPGA(现场可编程门陈列,Field Programmable Gata Array)和ARM(Advance RISC Machinec)硬件架构,实现装置的控制、数据采集、存储等功能;通过上位机对探伤数据进行处理、显示。试验表明,装置能够有效检测出钢轨轨头核伤、人工加工缺陷等,具有无需声耦合剂、检测精度高、速度快的特点。     

钢轨踏面电磁超声检测信号处理方法

针对钢轨踏面电磁超声检测信号幅值小、信噪比低的问题,研究适用于电磁超声的数字信号处理方法,利用小波变换对信号进行消噪处理,通过希尔伯特变换提取信号包络,并对处理后的数据进行超声成像。采用LabWindows/CVI和Matlab混合编程的方式设计上位机数据分析软件。试验表明,该方法显著提高了电磁超声回波信号的信噪比,能有效地检测钢轨踏面缺陷并进行定位。     

钢轨摩擦断裂分析

采用光学显微镜和显微硬度等检测方法，对钢轨断裂的原因进行了分析。断裂的主要原因是钢轨在吸收摩擦热后产生了高硬度的马氏体。     

U71MnSiCu重型钢轨的热处理工艺研究

通过采用金相组织分析和硬度检测等方法对U71MnSiCu钢的热处理工艺参数进行研究。根据试验结果制定了U71MnSiCu钢轨的热处理工艺并用于生产实践中。最终18件钢轨均获得较高硬度值,一次性合格率100％。     

线路服役钢轨断裂原因分析

就某厂区的新建重载铁路钢轨在通车两次后就发生较长距离的断裂失效进行分析。通过对断裂钢轨进行金相组织、布氏硬度、显微硬度、扫描电镜及能谱检测分析,得出其断裂原因主要是由于轨头轮廓近表面产生了硬脆马氏体,形成了断裂源,在运行过程中发生异常失效。而产生这种有害组织的主要原因是钢轨保管存放或使用不当造成的。     

基于电磁超声的钢轨探伤装置

由于当前压电超声钢轨探伤装置依赖耦合剂、结构复杂,故设计了基于电磁超声的钢轨探伤装置。该装置采用电磁超声斜入射体波、垂直入射体波、高频和低频表面波四种类型探头,可以实现对钢轨的全面探伤;设计的多通道探伤装置机械结构具有体积小的特点;针对电磁超声换能器换能效率低、对噪声敏感的特点,设计了大功率发射和低噪声接收电路;提出自相关算法,实现对多通道接收的处理。试验结果表明,该装置可以对钢轨轨底、轨腰、踏面、轨头等多处的缺陷进行检测,对于列车行车安全具有重要意义。     

出口R350HT热处理钢轨试制

为了保证出口钢轨R350HT的硬度和强度指标达到设计要求,对钢轨的成分进行了优化,使轧态轨性能有较大提高.电淬火车间主要对钢轨加热温度、钢轨行走速度、喷风时间、喷雾压力等参数进行调整,确定了合适的淬火工艺.通过批量生产,生产出的淬火钢轨抗拉强度平均1235 MPa,踏面硬度平均385 HB,横断面布氏硬度满足用户要求.     

重载线路用新型钢轨闪光焊质量研究

随着高速铁路及重载铁路的快速发展,对钢轨及钢轨焊接接头的质量提出更高的要求。为提高钢轨强度和硬度,攀钢研发出PG5(U95Cr)过共析钢轨,包钢研发出U20Mn贝氏体钢轨。使用GAAS80/580闪光焊机和感应热处理设备开展焊接及热处理试验,并进行落锤、硬度、冲击、拉伸、疲劳、静弯及金相等各项性能检测。结果表明,接头各项性能指标满足TB/T1632-2014标准要求,接头质量良好。     

贝氏体钢轨跟端的锻后热处理

通过性能检测和组织观察对60AT1贝氏体钢轨跟端锻后热处理工艺进行了研究。结果表明:采用全断面加热喷风冷却工艺正火处理后,钢轨质量稳定,生产效率高;表面硬度、全断面硬度、脱碳层深度、拉伸性能、冲击吸收能量及显微组织均优于原材料,满足相关行业及企业标准。     

高速线路用贝氏体钢轨焊后硬度的研究

通过对目前铁路大量使用的珠光体型热轧钢轨以及国产贝氏体AB1钢轨闪光焊及铝热焊接头硬度进行检验,其结果符合铁道部行业标准TB/T1632-2005钢轨焊接中的相关要求,对比了几种钢轨焊后硬度的不同,认为贝氏体钢轨整体硬度较高,正火后接头硬度不均匀性大幅改善,将较大地提高钢轨接头的耐磨性,减少因接头磨耗而导致过早下道的发生.贝氏体钢轨焊后接头两侧易造成马鞍型磨耗的软化区宽度较窄,有利于提高无缝线路使用中的平顺性,为保证行车速度提供必要条件.     

不同碳含量对欠速淬火钢轨性能的影响

本文对具有不同碳含量的欠速淬火钢轨的力学性能、断裂韧性、金相组织及硬度进行了对比试验,结果表明,钢轨经欠速淬火后,强韧性及塑性均有明显提高,且淬火硬度越高,不仅耐磨也抗剥离,结合铺设试验,探讨了欠速淬火提高钢轨强韧性能的原因,及其含碳量、硬度与使用性能的关系。     

高速铁路钢轨电磁检测试验

高速铁路损伤的缺陷主要表现形式发生变化,对其巡检已成为世界各国无损检测的重大课题。采用电磁检测方法,通过仿真及试验研究,结合钢轨实际案例进行分析验证,初步建立在高速运动的交直流激励作用下,被测钢轨材料及其表面、亚表面一定深度下的钢轨裂纹、应力等多种因素与被测材料表面三维等效脉冲涡流电磁场、磁泄漏和剩磁、巴克豪森噪声信号响应的关系。     

钢轨疲劳斜裂纹垂向磁化检测仿真

在分析典型滚动接触疲劳裂纹扩展特征,介绍垂向磁化检测原理及巡检方法的基础上,提出了一种采用垂向磁化场对钢轨疲劳斜裂纹进行电磁检测的方法。通过建立有限元模型,仿真分析了表面斜裂纹与钢轨顶面夹角、沿轨面下转向扩展角度、扩展深度及延伸长度、近表面裂纹埋藏深度与垂向磁化检测信号的关系。结果表明,该方法能有效检测材料表面和近表面斜裂纹及其沿轨面下的扩展特征,有助于高速铁路钢轨疲劳伤损的检测和故障早期预警。     

高强耐磨钢轨接头软化区准确测定方法研究

针对高强耐磨钢轨接头软化区如何在工地便捷准确测定,以满足TB/T1632《钢轨焊接》标准要求的问题,采用里氏硬度计、细化测点间距的测试方法对60N U76CrRE钢轨气压焊接头硬度进行了测试.结果表明:接头轨顶面软化区硬度均值比标准检测方法降低15 HB(5％);接头硬度均值降低18 HB(5％),软化区宽度变宽0.5～1.2 mm(4％～9％);接头纵断面软化区硬度均值降低1.1 HRC(3％),接头硬度均值降低1.3 HRC(3％),软化区变宽1～1.5 mm(7％～10％);细化测点间距法比标准方法更加准确、便捷.     

WGF—E型电磁无损检测仪的研制

简述了基于初始磁导率法的新型 WGF-E电磁无损检测仪的检测原理。用该仪器对 4 0 Cr结构钢的硬度进行了测试研究 ,获得了 4 0 Cr结构钢的硬度与仪器数显值成单值关系的结果 ,解决了国内外各种电磁检测仪的指示值与结构钢硬度之间成“N”型关系的一大难题     

高速及重载道岔在线热处理钢轨压型跟端的感应热处理

为使高速及重载道岔AT钢尖轨跟端锻造热处理后组织与性能满足最新标准和线路使用要求,采用自主研发钢轨全断面感应加热+喷风冷却生产线,对高速及重载道岔60AT2-U71MnG及60AT1-U75V在线热处理钢轨压型跟端进行了热处理工艺试验,观察了硬化层的显微组织,检测了钢轨化学成分、硬化层深度、表面硬度、断面硬度、抗拉强度、伸长率及疲劳性能。结果表明,60AT2-60 kg/m(U71MnG材质)及60AT1-60 kg/m(U75V材质)在线热处理钢轨压型跟端经热处理后,钢轨轨头中心踏面硬化层深度不小于30 mm,显微组织为索氏体,表面硬度不小于320 HBW,抗拉强度不小于1200 MPa,伸长率不小于11%,表面硬度变化范围小于30 HBW,热影响软化区小于40 mm,弯曲疲劳强度达到200万次不断,各项技术指标均满足相关要求,可满足线路使用需求。     

60AT1-U75V钢轨压型跟端感应热处理

对60AT1-U75V在线热处理钢轨压型跟端进行了中频感应预热+中频感应加热+喷风冷却+喷雾冷却工艺试验研究,分析了热处理后钢轨的硬化层金相组织、踏面硬度、横断面硬度、硬化层深度、抗拉强度及伸长率。结果表明,60AT1-U75V在线热处理钢轨压型跟端经热处理试验后,钢轨轨头中心踏面硬化层深度在16.5~20.5 mm范围,硬化层金相组织为索氏体,且12 mm硬化层深度内钢轨的断面硬度在36~41.0 HRC之间,表面硬度为375~405 HB,抗拉强度Rm大于1242 MPa,伸长率A大于10.8%,可满足TB/T 2635-2004《热处理钢轨技术条件》标准要求。