国内外钢轨生产和使用技术

国内外钢轨技术的研究及进展

周清跃铁道科学研究院研发中心2007年12月1/6/20231目录

1.国内外钢轨标准2.

钢轨的生产技术3.

轨钢的研究进展4.

钢轨的焊接体系5.

钢轨的合理使用6.

轮轨的硬度匹配1/6/20232引言铁路运输是我国的主导运输方式，具有节能、环保等优点，而钢轨是轨道交通的重要部件，承担着引导车轮、传递载荷的功能。我国铁路用钢轨主要由攀钢、鞍钢、包钢生产；钢轨轨型有50kg/m、60kg/m和75kg/m;在繁忙干线上主要铺设60kg/m钢轨，在大秦等重载铁路上铺设75kg/m钢轨；钢轨定尺长度为25m，近年来正在大力发展100m长定尺钢轨。1/6/20233近年来我国铁路每年钢轨用量约100~150万吨，到2010年将达到200多万吨。仅钢轨材料费就需耗资45~90亿元；因此，在钢轨生产和使用方面取得的任何技术进步，均将产生很大的社会经济效益。1/6/20234一国内外钢轨标准

标准是制高点。钢轨标准是钢轨生产技术进步的反映，也是铁路发展需要的体现。标准的起草和制定从一个侧面反映了一个单位在本领域的地位和水平。1/6/202351.1国外钢轨标准1）ASTMA1-00美国材料试验协会制定的第一个标准就是钢轨技术条件，现行的标准为2000年版。2）美国铁路工程保养协会（AREMA）钢轨技术条件:较好的反映了重载铁路对钢轨的要求。对1993版、2002版、2004最新版均进行了跟踪翻译。1/6/202362）前苏联/俄罗斯钢轨标准：ГOCT24182-80，热轧钢轨（前苏联标准）ГOCT18267-82;热处理钢轨（前苏联标准）ГOCTP51685-2000：有较大的修改（俄罗斯标准）。1/6/202373）日本钢轨标准：JISE1101，1993,2001;热轧钢轨JISE1123，端部热处理钢轨JISE1120—1994，热处理钢轨日本钢轨技术条件要求不高，但钢轨实物水平很高。1/6/202384）国际铁路联盟：UIC860钢轨供货技术条件第八版（1986.7）：本标准是流行较广的钢轨标准之一，许多国家在钢轨的国际采购招标中均使用这一标准。但由于国际铁路联盟工作重点发生变化，不再制定和修订钢轨标准，1986年制定的国际铁路联盟钢轨标准显然不能满足铁路发展和冶金生产技术进步的要求。1/6/202395）欧洲钢轨标准：EN13674-1：2003（E）

1994年11月提出初稿，1996年2月提出第二稿，1998年第三稿面世，2000年确定了标准号，2003年正式颁布。该标准全面反映了高速铁路对钢轨的要求，是当今世界上最先进、最严格的标准之一。在标准范围中明确规定了该技术条件适用于高速铁路。我国铁路颁布的系列钢轨标准均以该标准为采标对象，并兼顾国内的具体实际制定的。1/6/2023106））欧欧洲洲道道岔岔钢钢轨轨标标准准：：prEN13674-2:2003(E)本标标准准规规定定了了欧欧洲洲铁铁路路用用道道岔岔钢钢轨轨的的有有关关要要求求。。以上上标标准准大大部部分分中中文文稿稿均均收收集集在在《《国国内内外外最最新新钢钢轨轨标标准准汇汇编编》》(2004年年版版、、周周清清跃跃主主编编译译)以以及及《《现现代代铁铁路路钢钢轨轨标标准准汇汇编编》》（（2005年年版版、、周周清清跃跃主主编编译译））中中。。12/29/2022111.2国内内钢轨标准自1998年年修建秦沈客客运专线以来来，铁道部根根据铁路发展展的需要，并并兼顾国内钢钢轨生产的实实际，先后颁颁布了10余余个钢轨暂行行技术条件和和标准，涵盖盖了250km/h和350km/h客运专线线、时速160公里以下下既有线以及及时速200公里提速线线路用的热轧轧钢轨、热处处理钢轨以及及道岔用钢轨轨。12/29/202212从此改变了钢钢厂不采用铁铁路钢轨标准准的历史。现现在已经形成成了由铁道部部提出标准，，钢厂按此生生产的局面。。从而大大推推动了钢轨生生产的现代化化技术改造。。12/29/202213目前国国内主主要钢钢轨标标准有有：1）时时速200公里里客运运专线线60kg/m钢轨轨暂行行技术术条件件（科科技基基[1999]01号））：原原用于于秦沈沈客运运专线线，现现用于于时速速200公公里提提速线线路。。2）时时速300公里里高速速铁路路60kg/m钢轨轨暂行行技术术条件件（科科技基基[1999]01号））：原原用于于秦沈沈客运运专线线综合合试验验段进进口钢钢轨。。12/29/2022143）时速速200公里客客运专线线60AT钢轨轨暂行技技术条件件（科教教基[2000]41号）：：用于秦秦沈客运运专线。。4)时时速200公里里客运专专线60AT钢钢轨焊接接暂行技技术条件件（科教教基[2000]41号）：：用于秦秦沈客运运专线。。12/29/2022155）《250km/h客运专专线60kg/m钢轨轨暂行技技术条件件》（铁铁科技函函[2005]298号）：：适用于新新建250km/h客客运专线线。该技技术条件件以欧洲洲钢轨标标准为采采标对象象，采用用欧洲标标准中规规定的B级平直直度及几几何尺寸寸的要求求，并在在试验方方法等方方面兼顾顾国内习习惯。12/29/2022166）《350km/h客运专专线60kg/m钢钢轨暂行技技术条件》》（铁科技技[2004]120号）：：适用于新建建350km/h客客运专线。。该技术条条件以欧洲洲钢轨标准准为采标对对象，采用用欧洲标准准中规定的的A级平直直度及几何何尺寸的要要求（为顶顶极标准）），并在试试验方法等等方面兼顾顾国内习惯惯。12/29/2022177））《《客客运运专专线线60AT钢钢轨轨暂暂行行技技术术条条件件》》（（铁铁科科技技函函[2005]101号号））适用用于于新新建建客客运运专专线线。。该该标标准准以以欧欧洲洲道道岔岔钢钢轨轨标标准准为为采采标标对对象象，，结结合合国国内内钢钢种种以以及及试试验验方方法法等等方方面面的的国国内内习习惯惯制制定定。。12/29/2022188）《250km/h和和350km/h客运专专线钢轨检验验及验收暂行行标准》（铁铁建设函[2005]402号号）：为监督钢轨的的生产质量而而制定。适用用于客运专线线钢轨的用户户检验。12/29/2022199）《《TB/T2344-2003：：43kg/m~75kg/m热热轧钢钢轨订订货技技术条条件》》：适用于于时速速160km/h以以下既既有线线用的的热轧轧钢轨轨。目目前铁铁路每每年约约70~100万吨吨大修修和维维修用用轨均均采用用该标标准生生产和和采购购。该该标准准以欧欧洲钢钢轨标标准为为采标标对象象，并并兼顾顾到目目前我我国钢钢轨生生产厂厂正在在进行行技术术改造造的实实际情情况而而制定定。有有的指指标低低于《《250km/h客客运专专线60kg/m钢钢轨暂暂行技技术条条件》。12/29/20222010））《《TB/T2635-2004热热处处理理钢钢轨轨技技术术条条件件》》：：适用用于于既既有有线线用用的的热热处处理理钢钢轨轨。。以上上标标准准均均收收集集在在《《国国内内外外最最新新钢钢轨轨标标准准汇汇编编》》(2004年年版版、、周周清清跃跃主主编编译译)以以及及《《现现代代铁铁路路钢钢轨轨标标准准汇汇编编》》（（2005年年版版、、周周清清跃跃主主编编译译））中中。。12/29/202221二钢轨轨的生产产钢轨的传传统生产产工艺大大致可分分为三个个部分，，即冶炼炼、轧制制和精整整。以前前钢轨采采用平炉炉冶炼、、模铸以以及孔型型法轧制制生产，，无论是是钢质的的洁净性性还是几几何尺寸寸等均不不够理想想。现代钢轨轨生产工工艺主要要体现在在精炼、、精轧、、精整、、质量自自动检测测和长尺尺化生产产等方面面。钢轨轨的质量量比传统统生产有有大幅度度的提高高。12/29/2022222.1现代代钢轨生产技技术1）钢坯生产产现代化钢轨生生产一般采用用精炼和连铸铸工艺进行，，工艺流程为为：生铁脱硫硫预处理———氧气顶吹转转炉冶炼———除渣处理———LF炉外外精炼——真真空脱气———连铸等。通过脱硫预处处理、炉外精精炼和真空脱脱气等先进设设备和技术，，使钢质洁净净。采用连铸生产产不仅提高金金属收得率和和成材率，更更重要的是提提高了铸坯的的质量。12/29/202223图1钢坯坯冶炼和连连铸系统12/29/202224图2轨轨钢的转炉炉冶炼12/29/202225图3轨轨钢钢的的四四流流方方坯坯连连铸铸12/29/2022262)钢钢轨轨轧轧制制、、精精整整和和质质量量检检测测钢轨轨轧轧制制工工艺艺流流程程为为：：连连铸铸坯坯————步步进进式式加加热热炉炉————高高压压水水除除鳞鳞————万万能能轧轧机机轧轧制制————钢钢轨轨热热预预弯弯————复复合合矫矫直直————平平直直度度在在线线检检测测————涡涡流流探探伤伤————超超声声波波探探伤伤————外外观观检检查查————锯锯切切、、端端头头精精加加工工————入入库库。。步进进式式加加热热炉炉能能使使钢钢坯坯均均匀匀加加热热；；采用用多多级级高高压压水水除除鳞鳞，，可可以以保保证证钢钢轨轨的的表表面面质质量量；；用万万能能轧轧制制技技术术生生产产，，可可保保证证钢钢轨轨的的几几何何尺尺寸寸精精度度、、是是现现代代钢钢轨轨生生产产的的标标志志之之一一。。采用用热热预预弯弯，，可可减减少少残残余余应应力力和和矫矫直直噪噪音音。12/29/202227图4采采用万能能轧机轧轧制钢轨轨12/29/202228图5钢钢轨热热预弯弯12/29/202229图6钢钢轨热热预弯12/29/202230图7钢轨平平立复合矫直直12/29/202231图8激激光辅辅助四四面液液压矫矫直12/29/2022323）钢轨轨质量检检测质量检测测一般采采用集中中布置，，包括平平直度激激光自动动检测；；涡流探探伤；超超声波探探伤；表表面质量量在线肉肉眼检查查等。图9钢钢轨平平直度激激光自动动检测12/29/2022332.2国国内钢厂技技术改造进进展情况自铁道部修修建秦沈客客运专线、、颁布时速速200和和300公公里客运专专线钢轨技技术条件以以来，大大大推动了国国内钢厂的的技术改造造：鞍钢已于2002年年底引进国国外先进设设备和技术术，完成了了炉外精炼炼、真空脱脱气、大方方坯连铸和和万能法轧轧制钢轨的的技术改造造，2007年完成成了100m长定尺尺钢轨的技技术改造。。12/29/202234攀钢已于2003年年底完成了了钢轨连铸铸生产和精精加工的技技术改造，，2004年底完成成了万能法法轧制生产产100m长定尺钢钢轨的技术术改造,首首批生产产的10余余公里100m长定定尺钢已在在陇海线铺铺设上道。。包钢在1998年完完成了轨钢钢精炼生产产技改的基基础上、2002年年完成了钢钢轨的精整整改造，2006年年完成了万万能法轧制制100m长定尺钢钢轨的技术术改造。武武钢也也正在进行行钢轨生产产的现代化化技术改造造。12/29/2022352.3与与国外外先进国国家的差差距国内钢厂厂在完成成技术改改造后，，在钢轨轨生产设设备方面面已处于于世界先先进水平平，但是是，真正正生产出出具有世世界一流流水平的的钢轨，，国内钢钢厂还有有待努力力，尤其其在轨钢钢内部纯纯净度、、钢轨的的表面质质量以及及钢轨质质量的稳稳定性、、合格率率等方面面。目前前，攀钢钢100m长定定尺生产产的合格格率已达达到90%以上上，包钢钢达到70%以以上，鞍鞍钢达到到60%以上。。12/29/202236三轨钢的研研究及进展3.1钢轨的的分类按轨钢的化学学成分，可分分为碳素钢轨轨（钢中无合合金元素加入入，又称普通通钢轨）、微微合金钢轨（（钢中加入微微量合金元素素如V、Nb、Ti等））、低合金钢钢轨（如钢中中加入0.80~1.20％Cr的EN320Cr））。按交货状态可可分为热轧钢钢轨和热处理理钢轨。热处理钢轨依依其工艺条件件又可分为离离线热处理钢钢轨（钢轨轧轧制冷却后再再重新加热））及在线热处处理钢轨（利利用轧制余热热对其进行热热处理，不再再二次加热））。12/29/202237按轨钢的最最低抗拉强强度可分为为680MPa级（（欧洲EN200））、780MPa级级（如U74等）、、880MPa级（（如U71Mn）、、980MPa级（（U75V，U76NbRE热轧轨））、1080MPa级（欧洲洲320Cr合金轨轨）、1180MPa级热处处理钢轨（（U75V，U76NbRE热处理钢钢轨等）。。一般，强强度等级为为1080MPa及及以上的钢钢轨被称为为耐磨轨。。12/29/2022383.2普普碳碳钢钢轨轨及及微微合合金金钢钢轨轨所谓谓普普碳碳钢钢轨轨，，即即碳碳素素钢钢轨轨。。钢钢中中碳碳含含量量随随强强度度等等级级的的不不同同，，在在0.40~0.80%范范围围内内变变化化，，锰锰含含量量小小于于1.30％％~1.40％％，，无无其其他他合合金金元元素素加加入入。。日日本本及及欧欧洲洲一一些些国国家家仍仍生生产产和和使使用用抗抗拉拉强强度度为为680MPa~780MPa的的碳碳素素钢钢轨轨。。这这种种含含碳碳量量低低的的钢钢轨轨生生产产方方便便，，韧韧塑塑性性好好，，焊焊接接性性能能优优良良，，不不易易断断裂裂，，并并且且成成本本较较低低。。但但是是由由于于强强度度等等级级较较低低，，耐耐磨磨性性能能较较差差，，可可用用在在运运量量不不大大、、耐耐磨磨性性能能无无需需很很高高的的铁铁路路线线路路上上。。12/29/202239目前国内内使用的的普通及及微合金金钢轨主主要有四四个钢种种，即抗抗拉强度度为780MPa级的的U74、880MPa级的的U71Mn、、980MPa级的U75V(原PD3)和U76NbRE(原BNbRE)。U71Mn钢轨轨在U74的基基础上降降低碳含含量，增增加锰含含量，标标准规定定为880MPa级，，实际抗抗拉强度度大于930MPa以以上，有有较好的的焊接性性能。U75V(原PD3)为攀钢钢研制的的微合金金钢轨，，热轧后后其强度度达到980MPa级级，相对对韧塑性性差些，，焊接范范围较窄窄。12/29/202240U76NbRE(原原BNbRE)为包包钢研研制的的微合合金钢钢轨。。热轧轧后强强度达达到980MPa级级。由由于铌铌和稀稀土的的作用用，其其韧塑塑性尤尤其低低温韧韧性相相对较较好。。980MPa级级的钢钢轨经经过近近10年的的使用用以及及完善善，由由于强强度等等级较较高，，其耐耐磨性性能明明显要要好于于780~880MPa级级的U74和U71Mn钢轨轨。U75V(原原PD3)经1998年年调整整化学学成分分后，，韧塑塑性有有明显显提高高，在在繁忙忙重载载铁路路干线线的直直线上上使用用具有有优势势。12/29/2022413.3合金金钢轨在钢中加入入合金元素素Si、Mn、Cr、Mo、、V等，起起到固溶强强化以及细细化珠光体体组织作用用以提高强强度，这就就是所谓的的合金化强强化。合金金化强化的的缺点是在在提高强度度的同时，，带来韧塑塑性的损失失，恶化了了焊接性能能。因此，，强度等级级为1180MPa的珠光体体型合金钢钢轨由于断断裂韧性低低，残余应应力大，该该等级的合合金轨在国国外已基本本上不再生生产和使用用。目前，，国外在小小半径曲线线上作为耐耐磨轨使用用较多的为为1080MPa等等级的合金金轨。这样样的合金轨轨焊接后要要采取缓冷冷措施，以以保证焊接接接头不出出现有害的的马氏体组组织。12/29/2022423.4热热处理钢轨轨研究表明，，细化轨钢钢珠光体组组织，不仅仅可以提高高其强度而而且改善其其韧塑性能能，这可以以通过钢轨轨热处理的的方法得以以实现。所谓热处理理就是通过过控制加热热和冷却过过程，改变变金属的组组织结构，，使其具备备优良的性性能。我国钢轨热热处理技术术的研究始始于20世世纪60年年代中期，，80年代代中发展较较快。目前前攀钢可年年产10万万吨以上的的在线热处处理钢轨。。包钢可年年产2万吨吨以上的离离线热处理理钢轨。铁铁路部门可可生产部分分离线热处处理钢轨。。12/29/2022433.5轨钢的的最新研究动动向3.5.1国国外轨钢的研研究动向1）过共析珠珠光体钢轨通过添加合金金元素以及热热处理可提高高钢轨的强度度。对于珠光光体钢轨来说说，达到1300MPa基本已到极极限。再进一一步提高强度度和硬度，轨轨头表面会形形成不希望出出现的脆性贝贝氏体和马氏氏体组织。鉴于上述情况况，日本新日日铁公司的研研究人员提出出了这样一种种新思路，即即通过增加珠珠光体中渗碳碳体相的密度度来提高耐磨磨性能，并研研究了过共析析钢轨。新开开发的过共析析钢轨完成了了北美重载铁铁路线上试验验后，目前已已在美国铺设设使用10万万余吨。12/29/2022442））抗抗破破损损钢钢轨轨通过过调调整整热热处处理理时时的的冷冷却却速速度度，，将将钢钢轨轨踏踏面面和和轨轨顶顶角角处处理理成成不不同同的的硬硬度度。。在在冲冲击击载载荷荷的的作作用用下下，，硬硬度度较较软软的的踏踏面面处处会会产产生生更更多多的的磨磨损损。。通通过过““增增加加””轨轨顶顶面面中中心心即即踏踏面面处处的的磨磨耗耗率率，，这这部部分分的的有有害害的的疲疲劳劳裂裂纹纹能能被被自自然然““磨磨””掉掉而而不不扩扩展展，，不不需需要要进进行行昂昂贵贵的的打打磨磨。。自自1990年年开开始始,这这种种钢钢轨轨已已经经在在BurlingtonNorthern进进行行试试验验，，结结果果令令人人满满意意。。12/29/2022453）马氏氏体钢轨轨由于珠光光体型钢钢轨已经经接近研研发极限限，许多多制造商商正在试试验其他他高强度度钢轨。。近来来英钢联联研究开开发了轨轨头硬度度达445HB的低碳碳马氏体体钢轨钢钢，并申申请了专专利。尽尽管该钢钢种其耐耐磨性能能与珠光光体型热热处理钢钢轨相似似，韧性性却高很很多。12/29/2022464）贝贝氏体钢钢轨目前国外外新的高高强钢轨轨的研发发重点主主要集中中在贝氏氏体钢轨轨上。贝贝氏体钢钢轨具有有强度高高、韧塑塑性好，，显示出出强度和和韧塑性性的良好好配合，，尤其韧韧性更好好，是珠珠光体钢钢轨的2-3倍倍。另外外，贝氏氏体钢轨轨由于含含碳量低低，具有有较好的的焊接性性能，同同时还可可与珠光光体钢轨轨进行焊焊接。铁道科学学研究院院已与鞍鞍钢合作作开展了了贝氏体体钢轨的的试验研研究，并并于2003年年7月通通过铁道道部科技技司组织织的技术术审查，，现已上上道试铺铺近4年年，表现现出比热热处理钢钢轨更好好的抗剥剥离和耐耐磨性能能。12/29/2022473.5.2国国内钢轨钢的的研究方向1)专用热热处理轨钢（U77MnCrPG4）2)重载铁铁路用超高强强度轨钢（U77MnCrPG4）3)高速铁铁路用轨钢（U71Mnk）4)道岔用用钢轨（60D4060TY）12/29/202248四钢轨的的焊接体系系4.1我国国既有线钢钢轨的焊接接体系：一般无缝线线路钢轨的的焊接分三三步进行：：第一步，在在焊轨厂采采用闪光焊焊的方法将将25m长长钢轨焊成成250m～500m长轨条条；第二步，钢钢轨运到现现场后，在在道下采用用气压焊或或铝热焊的的方法焊成成1000m-2000m的的长轨条；；第三步，在在道上采用用铝热焊或或气压焊将将钢轨焊成成区间或跨跨区间无缝缝线路。其中第二步步和第三步步又分别称称之为单元元轨节焊和和锁定焊。。12/29/202249第一一步步焊焊接接在在厂厂内内或或基基地地内内进进行行，，均均采采用用闪闪光光焊焊，，采采用用瑞瑞士士产产GAAS80焊焊机机或或乌乌克克兰兰K系系列列焊焊机机。。这这种种焊焊接接方方式式，，质质量量稳稳定定可可靠靠，，是是所所有有焊焊接接方方式式中中最最好好的的；；第二二步步焊焊接接采采用用气气压压焊焊或或铝铝热热焊焊。。从从焊焊接接的的原原理理和和焊焊接接接接头头的的性性能能看看，，气气压压焊焊优优于于铝铝热热焊焊，，但但由由于于铝铝热热焊焊施施工工方方便便，，尤尤其其可可较较好好保保证证焊焊接接接接头头的的平平顺顺性性，，近近年年来来被被广广泛泛使使用用。。12/29/202250第三三步步焊焊接接，，采采用用铝铝热热焊焊或或气气压压焊焊，，近近年年来来多多数数采采用用铝铝热热焊焊。。因因为为铝铝热热焊焊是是一一种种填填充充焊焊，，用用于于锁锁定定焊焊非非常常方方便便。。另外外，，断断轨轨修修复复，，采采用用铝铝热热焊焊也也比比较较方方便便。。所所以以，，虽虽然然铝铝热热焊焊是是一一种种铸铸态态组组织织，，但但是是无无缝缝线线路路的的施施工工和和养养护护缺缺不不了了。。12/29/2022514.2客运运专线线长定定尺钢钢轨的的焊接接体系系在客运运专线线铁路路中应应采用用下列列焊接接方式式：在焊轨轨基地地采用用固定定式闪闪光焊焊，在在现场场采用用铝热热焊或或移动动式闪闪光焊焊进行行焊接接。这这样可可以较较好的的保证证焊接接质量量。不不建议议将100m长长定尺尺钢轨轨直接接运至至铺轨轨现场场采用用移动动式闪闪光焊焊进行行焊接接。在新建建普通通铁路路上，，可采采用移移动式式闪光光焊将将100m长定定尺钢钢轨焊焊成规规定的的长度度，或或采用用移动动式闪闪光焊焊或铝铝热焊焊进行行锁定定焊。。另外，，待既既有线线不那那么繁繁忙，，也可可以直直接将将100m钢轨轨运至至现场场直接接采用用移动动式闪闪光焊焊轨车车进行行。12/29/2022525钢钢轨的的合理理使用用5.1严严格执执行铁铁道行行业钢钢轨新新标准准现行我我国钢钢轨国国标于于1981年修修订（（GB2585-81）），其其内容容不仅仅不能能反映映现代代铁路路对钢钢轨质质量的的要求求，也也不能能反映映冶金金系统统近年年来的的技术术进步步。因因此，，钢轨轨的生生产和和使用用各方方应严严格遵遵守铁铁道部部颁布布的系系列钢钢轨暂暂行技技术条条件和和标准准。12/29/2022535.2合合理铺铺用钢轨轨、实现现钢轨的的分级使使用由于铁路路的线路路状态和和载荷条条件是不不同的，，因此，，为了延延长钢轨轨使用寿寿命、降降低维修修费用，，在不同同的铁路路运输状状况下应应铺设不不同强度度等级的的钢轨。。在直线上上应铺设设轨面硬硬度为260~300HB的热热轧钢轨轨，在半半径为1000m以下下的曲线线上应铺铺设使用用高硬度度的热处处理钢轨轨（340~370HB)。。12/29/202254硬度较较高的的热处处理钢钢轨，，不宜宜在直直线上上铺设设使用用。硬硬度的的提高高减少少了钢钢轨的的磨耗耗，造造成了了轮轨轨接触触不良良或者者接触触面积积的减减少，，导致致接触触应力力的增增加，，或者者萌生生的裂裂纹难难以磨磨去，，最终终增加加了接接触疲疲劳伤伤损，，反而而使用用寿命命更低低。12/29/202255图10浙浙赣线鹰潭潭工务段进进口热处理理钢轨（在直线上上使用、下下道时通过过总重3.5亿吨））12/29/202256图11浙浙赣线鹰潭潭工务段进进口热处理理钢轨12/29/202257图12浙浙赣线鹰潭潭工务段进进口热处理理钢轨（从轨头裂裂纹发展为为横向疲劳劳断裂）12/29/202258硬度太低的的钢轨也不不宜在重载载铁路上使使用。12/29/202259图13普普通钢轨在在朔黄铁路路的使用情情况12/29/202260钢轨强度等级级的选择还应应考虑轮轨关关系。前苏联联热处理钢轨轨的大面积使使用，造成车车轮使用寿命命的大幅下降降，应引起我我国铁路有关关部门的重视视。12/29/2022615.3进进行科学润润滑、减少少钢轨磨损损大量的试验验研究表明明，进行科科学的钢轨轨润滑不仅仅可以节省省牵引动力力（节省燃燃料），还还可以显著著减少车轮轮及钢轨的的磨损。自自上世纪80年代以以来，美国国、欧洲、、日本等铁铁路相继进进行轮轨润润滑试验，，生产了各各种类型的的润滑器和和润滑剂，，并投入了了实际运用用。实践证明，，应根据具具体情况进进行科学润润滑，这样样才能取得得满意的综综合效果，，否则会适适得其反。。从润滑效效果而言，，固态润滑滑比液态好好，润滑脂脂比润滑油油好。在钢钢轨出现接接触疲劳伤伤损时应减减少或停止止任何形式式的润滑。。12/29/2022625.4开开展预防性性打磨、延延长钢轨使使用寿命在国外，钢钢轨打磨已已有50多多年的历史史。钢轨打打磨的目的的在于消除除钢轨的波波形磨耗、、控制钢轨轨及焊接接接头表面接接触疲劳伤伤损以及减减轻和消除除轮轨噪声声。钢轨打磨方方法主要有有矫正性打打磨、维护护性打磨和和预防性打打磨三种。。目前在许许多国外铁铁路公司，，这三种方方法交叉使使用，但以以预防性打打磨为主。。12/29/202263所谓谓预预防防性性打打磨磨，，是是采采用用高高效效率率的的打打磨磨列列车车，，按按规规定定的的打打磨磨样样板板对对钢钢轨轨进进行行经经常常性性的的轻轻度度快快速速打打磨磨。。一一般般情情况况下下，，在在小小半半径径曲曲线线地地段段的的打打磨磨周周期期为为每每通通过过10～～15Mt，，在在缓缓和和曲曲线线地地段段的的打打磨磨周周期期为为每每通通过过20～～30Mt，，在在直直线线地地段段的的打打磨磨周周期期为为每每通通过过30～～45Mt。。与与矫矫正正性性和和维维护护性性打打磨磨相相比比，，预预防防性性打打磨磨更更能能够够大大幅幅度度地地提提高高钢钢轨轨使使用用寿寿命命和和改改善善轮轮/轨轨、、机机车车车车辆辆/轨轨道道相相互互作作用用。。我国已开开展了钢钢轨打磨磨工作，，但均未未采用预预防性打打磨打磨磨设备和和工艺技技术均有有待于开开展研究究。12/29/2022645.5关关注滚滚动接触触疲劳（（RCF）伤损损的研究究和治理理在上世纪纪90年年代中期期，欧洲洲及日本本由于列列车提速速以后普普遍出现现一种由由于滚动动接触疲疲劳产生生的新的的钢轨伤伤损形式式。这种种伤损又又可以细细分为轨轨头裂纹纹（headchecks）、隐隐伤（squats，，又称darkspot））、剥离离掉块（（shelling））等。直到90年年代中中期，，普遍遍认为为轨头头裂纹纹很少少导致致钢轨轨在垂垂直方方向断断裂，，但是是后来来使用用发现现，轨轨头裂裂纹产产生断断裂的的可能能性要要比想想像的的大的的多。。12/29/202265图14钢钢轨轨轨头裂裂纹（（斜裂裂纹））12/29/202266图15钢轨轨轨头的隐伤伤12/29/202267图16由轨轨头裂纹引起起的钢轨横向断裂12/29/202268图17广深深线出现的轨轨头裂纹和隐隐伤12/29/202269轨头头裂裂纹纹和和隐隐伤伤的的发发展展模模式式对对钢钢轨轨安安全全使使用用构构成成的的威威胁胁较较大大。。裂裂纹纹在在钢钢轨轨踏踏面面斜斜向向向向下下扩扩展展到到一一定定深深度度后后转转向向向向内内发发展展，，即即有有一一个个从从接接触触应应力力控控制制向向弯弯曲曲应应力力控控制制的的过过渡渡。。2000年年10月月，，英英国国高高速速列列车车在在Hatifield以以185km/h通通过过R1460m曲曲线线时时出出现现脱脱轨轨，，造造成成4人人死死亡亡、、70人人受受伤伤的的严严重重事事故故，，并并由由此此导导致致英英国国铁铁路路的的限限速速和和混混乱乱。。不不久久查查明明脱脱轨轨事事故故是是由由于于曲曲线线外外股股钢钢轨轨的的断断裂裂引引起起的的，，裂裂纹纹萌萌生生于于滚滚动动接接触触疲疲劳劳的的““轨轨头头裂裂纹纹””，，是是钢钢轨轨接接触触疲疲劳劳裂裂纹纹的的发发展展模模式式。。这这则则事事例例生生动动地地说说明明了了高高速速运运输输条条件件下下钢钢轨轨接接触触疲疲劳劳失失效效的的危危险险性性。。12/29/202270钢轨轨的的磨磨损损在在某某种种意意义义上上说说可可以以阻阻止止裂裂纹纹的的形形成成或或发发展展。。当当磨磨损损率率很很大大时时，，磨磨掉掉表表层层金金属属的的速速度度比比接接触触疲疲劳劳裂裂纹纹形形成成的的速速度度要要快快，，那那么么接接触触疲疲劳劳裂裂纹纹将将不不会会产产生生；；当当磨磨损损率率较较高高时时，，会会导导致致接接触触疲疲劳劳裂裂纹纹的的净净缩缩短短；；而而当当磨磨损损率率较较低低时时，，裂裂纹纹将将继继续续发发展展直直至至断断裂裂。。因因此此，，当当采采用用高高强强轨轨、、采采用用更更多多的的钢钢轨轨润润滑滑时时，，应应更更加加关关注注接接触触疲疲劳劳断断裂裂的的危危险险性性。。我国国近近年年来来铺铺设设了了大大量量的的强强度度等等级级较较高高如如U75V钢钢轨轨。。随随着着列列车车提提速速，，其其滚滚动动接接触触疲疲劳劳伤伤损损较较以以前前更更普普遍遍、、更更严严重重了了。。对对此此应应引引起起有有关关部部门门的的重重视视，，尽尽早早进进行行研研究究和和防防范范。。12/29/202271国外对钢轨轨轨面滚动动接触疲劳劳伤损的治治理措施主主要有：合理铺用不不同强度等等级的钢轨轨，采用预预防性打磨磨以及良好好的维修养养护等，最最大程度地地降低接触触应力，减减少RCF的产生。。12/29/202272六轮轨的的硬度匹配配轮轨是一对对摩擦副，，除了设计计合理的轮轮轨廓面外外，不同运运输条件下下轮轨硬度度的合理匹匹配将对提提高轮轨的的综合使用用寿命具有有十分重要要的作用。。。12/29/202273轮轨硬度度匹配现现状与存存在的问问题日本铁路路广泛使使用轨面面硬度大大于235HB的钢轨轨，但车车轮的硬硬度较高高，其中中SSW-3R车轮轮轮辋的硬硬度为311~363HB。。重载铁路路发达的的美国，，1996年前前广泛铺铺用的钢钢轨硬度度大于260HB；1996年后，，钢轨的的硬度大大于300HB。上述国家家铁路在在小半径径曲线上上为减少少钢轨的的磨耗，，广泛铺铺用硬度度更高的的合金轨轨（轨面面硬度大大于320HB）或热热处理钢钢轨（轨轨面硬度度大于340HB）。。12/29/202274美国车轮轮标准规规定了不不同等级级车轮的的应用范范围：L级车轮轮，主要要用于高高速运行行、制动动条件比比其他级级别车轮轮更为恶恶劣而车车轮载荷荷小的场场合；A级车轮轮，主要要用于高高速运行行、制动动条件恶恶劣、中中等轮载载荷的场场合；B级车轮轮，主主要用于于高速运运行、制制动条件件恶劣、、较重轮轮载荷的的场合；；C级车轮轮，主要要用于轻轻制动条条件和大大轮载运运输的工工况或用用于非踏踏面制动动的较严严重制动动条件的的场合。。B级或C级车轮轮用于通通用的货货车，也也推荐用用于机车车。由于美国国铁路大大多数为为货运专专线，列列车轴重重大，运运行速度度不高，，因此多多数采用用硬度较较高的C级车轮轮。12/29/202275前苏联在上世世纪70年代代末期，到1986年为为止，铺设整整体淬火钢轨轨的总长度已已占总线路的的50％以上上。据统计，，车轮的平均均使用寿命从从1980年年的10年，，缩短到1998年的3年。俄罗斯斯从1996年开始进行行提高轮辋硬硬度的试验，，结果表明，，提高轮辋硬硬度后可明显显提高车轮的的使用寿命。。12/29/202276我国铁路客货货车车轮的材材质为辗钢CL60或或铸钢ZL-B，轮辋辋表面的硬度度大于270HB；；在广深客运运专线上使用用部分新研制制的CL50A车轮其轮轮辋硬度大于于240HB；2002年从法国国及乌克兰进进口部分按欧欧洲标准生产产的ER7和和ER8车轮轮，在国内既既有线上使用用。出现的问问题主要有：：在广深线上上根据欧洲标标准研制的CL50A车车轮、在部分分线路上使用用的进口ER7和ER8车轮以及在在大秦重载铁铁路C76和和C80车上上使用的CL60和ZL-B车轮，，相继出现严严重的辗边、、剥离和踏面面圆周磨耗等等问题，表现现出车轮硬度度不足，尤其其在轴重较大大或线路平面面条件不好的的情况下更为为严重。12/29/202277系统开开展轮轮轨材材料/硬度度匹配配的研研究事实上上影响响轮轨轨使用用寿命命的因因素很很多，，如轮轮轨的的廓面面匹配配、轮轮轨的的科学学润滑滑以及及车轮轮的及及时镟镟修和和钢轨轨的定定期打打磨等等，应应综合合考虑虑。另另外，，在加加强轮轮轨关关系的的理论论和试试验室室研究究的同同时，，包括括采用用实际际轮轨轨材料料，研研究轮轮轨硬硬度匹匹配对对轮轨轨磨耗耗以及及滚动动接触触疲劳劳的影影响，，更应应重视视对轮轮轨伤伤损的的使用用跟踪踪研究究：对对引进进不同同材料料及硬硬度的的时速速200公公里及及以上上动车车组车车轮在在我国国的使使用情情况以以及对对高速速客运运专线线和重重载铁铁路上上使用用的车车轮和和钢轨轨进行行跟踪踪研究究，以以进一一步研研究轮轮轨关关系中中硬度度的合合理匹匹配问问题。。12/29/202278周清清跃跃联联系系电电话话：：办公公室室93480手机houqingyue@12/29/202279谢谢大家家12/29/2022809、静夜四无邻邻，荒居旧业业贫。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、雨雨中中黄黄叶叶树树，，灯灯下下白白头头人人。。。。09:00:4009:00:4009:0012/29/20229:00:40AM11、以我独沈沈久，愧君君相见频。。。12月-2209:00:4009:00Dec-2229-Dec-2212、故人江海别别，几度隔山山川。。09:00:4009:00:4009:00Thursday,December29,202213、乍见翻疑