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(冶金直播49场)国联云钢铁直播二十六场——韩建民详解轨道交通关键金属材料
[ 编辑:yinuo155 | 时间:2020-05-25 16:37:33 | 来源: | 作者: ]

在稳增长的大背景下,轨道交通领域基建用材及发展方向成为聚焦重点,将成为一个新的标准需求列。国联云行业播针对冶金这一行业不同维度展开相关直播讲座,旨在打通上下游产业链,实现全产业链资源的互通互补,解决企业应用发展难题,产业联动,共促发展。

2020年5月15日,平台邀请到北京交通大学教授/材料与精益成型研究所所长韩建民来到直播现场,为观众代表带来“轨道交通关键金属材料”的相关内容讲解。

韩教授长期从事轨道交通关键零部件的研发、服役行为和失效分析、计算机模拟分析等科研和教学工作。主持和参加了自然基金、“863”、科技支撑等国家、省部级和横向科研项目共计100余项。发表论文100余篇,获发明专利8件。开发的合金钢15号车钩、奥贝球铁衬套、制动盘、构架和车体焊接模拟技术、接触网铝合金零件微弧氧化防腐技术等已得到推广应用。曾被授予铁道部青年科技拔尖人才、教育部青年骨干教师、北京市优秀青年教师等荣誉称号。

直播伊始,韩教授简要介绍了我国轨道交通的状况和发展,提出轨道交通材料主要是非量大面广的零部件材料,市域交通和车辆及城际交通和车辆将成为未来轨道交通的加力发展领域。

目前我国轨道交通材料生产厂家主要有鞍钢、攀钢、包钢、武钢和邯钢等五家,总计有7条钢轨万能轧制生产线,年生产能力超500万吨,我国钢厂均可生产100m长定尺钢轨,高速钢轨为200米。钢轨可按单重、断面、强度级别、化学成分及供货状态等分为不同的类别。韩教授对此进行一一介绍。针对重载铁路用贝氏体钢轨,世界范围热点研究成果,我国也取得了重要进展。

钢轨的生产流程与平常钢材加工无太大区别,有几个方面需特别注意。可通过热处理和合金化两种方法对其进行强化。钢轨在线监测方法为有超声波探伤、涡流探伤、激光辅助平直度自动检测、钢轨几何尺寸自动检测等四种。

道岔、曲线、接头并称为轨道的三大薄弱环节。道岔是一种使机车车辆从一股道转入另一股道的线路连接设备。在此,韩教授讲解了单开道岔的辙叉材料经典的高锰叉及新型贝氏体钢的材料特点、成分、组织、水韧处理、生产方法等。

我国铁路机车、动车组、客车、货车上约有几百万个车轮、轮箍在运营中。车轮包括辗钢和铸钢两种,不同材料生产工艺有不同特点。辗钢轮成产流程需要激光测量、淬火、立式轧机、环件扎机等工艺注意,铸钢车轮生产工艺采用石墨或者石墨与砂衬组合经特殊设计的铸造模型。

车轴可采取转炉冶炼、轧制工艺路线和电炉冶炼、轧制工艺路线两种,从模铸钢锭到车轴钢坯的压延比不小于6。在供货方面,韩教授分析了铁路机车车轴、铁路货车车轴、铁路客车车轴、高速动车组车轴的材料及供应商。

普通客车、货车、机车轴承与动车组轴承材料是各不相同的。韩教授主要介绍了车组转向架轴箱轴承及轴承材料、制造工艺,包括材料、轴承材料冶炼及坯料生产方法、成型及热处理等流程。

当列车速度≧120KM/H,就要将闸瓦制定改为盘形制动。盘形制动元件包括制动盘和闸片,分轴装和轮装二种,韩教授用统计图的方式,根据标准和技术条件规定,向观众代表直观展示了什么速度用什么材料。

客车、货车、高铁和地铁等所用车钩型号是不同的,有柴田式 、 Schafenberg型、BSI-COMPAC型等主要品种,客货车钩AAR铸钢材料标准 M-201-92,韩教授还展示了各种车钩的图片,其重要生产方法有水玻璃砂铸造、熔模铸造(车钩小件)两种。

构架是转向架核心关键部件,主体呈H型,由两个侧梁、横梁、纵向连接梁、空气弹簧支承梁及其他附件构成,有部件加工、拼焊后整体加工两种生产方式。不同系列客车和地铁列转向架构架材料牌号不同,韩教授在直播授课过程中,都一一介绍到。

车体构成包括底架、侧墙、端墙及车顶,材料发展目标:强度满足要求、防腐、减重、价格合适。客车及部分地铁大部分使用普通碳素钢,牌号Q235-A,货车使用耐候钢-Q235NH,比含铜钢至少延长寿命0.5倍,地铁车辆、CRH5系动车组使用不锈钢材料,通常用奥氏体系不锈钢的SUS301L、SUS304两种。

“60年代建设电气化铁路,2000年建设客运专线;截止到2019年12月底,我国铁路里程13.9万公里以上,电气化里程10万公里,其中高铁3.5万公里。”韩教授总结到,其中每公里电气化线路需150导线约3吨,价格为8万元/吨,接触网导线材料大都为铜合金,目前中国铜合金导线的种类和生产水平不低于国外。另外,韩教授还介绍了铝合金轻量化及车辆铝合金零部件的多种铸造材料。

纵观此次直播,韩教授在对我国轨道交通的状况和发展基础上,阐述了轨道交通材料的特点及发展方向。针对轨道交通关键金属材料,介绍了相应的标准或技术条件、材料生产和部件成形技术、国内供货状况以及存在的问题。报告中结合钢轨、车轮、车轴、轴承、制动盘、转向架构架、车钩、车体、接触网导线及零件、铝合金轻量化等关键部件,具体介绍了有关材料的关背景、关键技术和研发情况。

在最后,国联云行业直播COO崔丽丽表示:“国联云行业直播将继续推动绿色发展,加快先进钢铁复合材料应用,助力钢铁强国的建设。”通过国联云直播数据可看到,约有40%的观众代表通过电脑端观看本次直播,在5G及工业互联网的新基建下,我们获取知识的方式将更加多样化。请持续关注“国联云”小程序及公众号、“冶金工业”公众号,最新课程、直播回放、讲师解答将在此公布,让我们相约下期课程。


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