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行业领域

高端装备制造产业

需求背景

我国“一带一路”建设已经从理念转化为行动，从愿景转变为现实，正在打造成为顺应经济全球化潮流的最广泛国际合作平台，让共建“一带一路”更好造福各国人民，在此基础上为保证我国援外、国内铁路建设的高标准要求，配合新型货运车辆的特殊要求的铁路轨道夹板设计为本项目产品的主要研究内容。本项目产品的研发成功，与传统产品对比其非热处理状态的性能达到进口材料热处理状态的实物质量水平，并保证轨道装配尺寸的平整精度，实现替代进口；新型钢种产品的使用寿命可提升3倍以上；屈服和抗疲劳强度提升2.5倍以上，且新型夹板装置的生产效率更高，本项目产品及技术的应用可大大提轨道的安全、稳定性，另外，可大幅提升夹板的生产制造效率，降低能源损耗；可在非热处理状态下保证切割精度，环保方面也有效减少了碳废气的排放。

需解决的主要技术难题

项目产品的研发及产业化，即能完全保证其各项性能不仅达到铁路轨道使用指标的相关标准要求，更优于进口热处理材料的质量水平，又保证产品在非热处理状态可进行二次切割，满足轨道装配尺寸的平整精度及抗拉强度。

1）成分设计

   根据各种合金元素的特性，新型夹板装置用钢材料的成分设计添加了镍钒等合金元素来提高新型组合式制动梁的综合性能、焊接性能、耐磨性等，钢种命名为INC35E。

2）集成设计

   由于重载铁路货车自重大，在车辆通过轨道接缝处的强度及牢固要求极高，既要保证结构的稳定，又要保证车辆运行安全，同时通过大量研发设计，通过孔型优化，最终将原普通材质、结构简单的夹板，设计成为可与轨道紧密贴合的结构型型钢，通过独有孔型技术轧制后，使用时可与现阶段铁路轨道外形紧密贴合，通过打孔及胶垫固定及绝缘、减震实现新产品的结构设计。

3）孔型优化与表面质量攻关

   通过独有轧辊技术，对各道次轧制进行优化，成品在经过高温轧制空冷后出现应力弯曲现象，通过矫直消除应力弯曲时易产生裂纹，因此根据材料成份进行生产工艺调整，需要对整个轧制过程、孔型参数、轧制速度等环节进行系统优化，最终达到产品空冷矫直后无裂纹、表面平滑。

4）铝含量与魏氏组织的关系

    该钢种具有较强的魏氏组织敏感性的特点，铝作为钢中重要的细化晶粒元素，针对不同铝含量对该钢种的晶粒度及魏氏组织级别的影响，先后进行了不同的试验方案，根据实验结果,钢中铝含量控制在≥0.020%才能保证钢中魏氏组织满足标准要求，从而确保夹板的抗冲击韧性。

期望实现的主要技术目标

国内现有钢种保证不了轨道夹板装置相关国家及行业标准的全部技术指标要求，进口材料虽然能够达到重载货车高强韧指标的要求，但仍存在热处理后发生形变的瓶颈难题。而本项目产品的成功研发及产业化，即能完全保证其各项性能不仅达到上述标准指标的要求，更优于进口热处理材料的质量水平，又保证产品在非热处理状态可进行二次切割，完全满足”铁路轨道衔接用固定夹板装置“的尺寸装配精度。

1）成分设计

根据各种合金元素的特性，固定夹板装置用钢材料的成分设计添加了镍钒等合金元素来提高新型组合式制动梁的综合性能、焊接性能、耐磨性等，钢种命名为INC35E。

2）外形结构设计

由于所通过的重载铁路货车自重大，在车轮不断碾压夹板过程中对夹板的的强度要求极高，既要保证结构的稳定，又要保证车辆的通过安全，同时通过大量研发设计，通过孔型优化，最终将原Q235B型夹板装置，进行外形结构设计、国定夹板原理设计、装配工艺设计，通过独有孔型技术轧制后，使“新型铁路轨道衔接用固定夹板装置”成型。

3）孔型优化与表面质量攻关

通过独有轧辊技术，对各道次轧制进行优化，成品在经过高温轧制空冷后出现应力弯曲现象，通过矫直消除应力弯曲时易产生裂纹，因此根据材料成份进行生产工艺调整，需要对整个轧制过程、孔型参数、轧制速度等环节进行系统优化，最终达到产品空冷矫直后无裂纹、表面平滑。

4）铝含量与魏氏组织的关系

INC35E钢种具有较强的魏氏组织敏感性的特点，铝作为钢中重要的细化晶粒元素，针对不同铝含量对该钢种的晶粒度及魏氏组织级别的影响，先后进行了不同的试验方案，根据实验结果,钢中铝含量控制在≥0.020%才能保证钢中魏氏组织满足标准要求，从而确保夹板装置的抗冲击韧性。

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