不銹(xiu)鋼客(ke)車(che)以其經(jing)濟耐用、美觀安全(quan)等(deng)一系列優(you)點,在時速200km以下的軌道交通中有廣闊的應用前景。不銹(xiu)鋼客(ke)車(che)車(che)貌(mao),見圖6-4。


 軌道車輛的表皮使用了不銹鋼鋼帶,所以被稱為半不銹鋼車輛(或者表皮不銹鋼車輛)。車體為鋼制,外皮使用了06Cr19Ni10(304)制的鋼板。用不銹鋼板是代替涂層鋼板使用的,主要目的是為了解決車皮的腐蝕以及通過無涂層化來降低保養費用。作為軌道車輛用不銹鋼,美國當時使用了AISI 200系,尤其是12Cr17Mn6Ni5N(201)鋼作為外層鋼板,為了進一步加強車輛的輕量化、提高“免保養”的效果,出現了“全不銹鋼”的車輛,車的骨架也使用了不銹鋼。通過對影響12Cr17Ni7(301)鋼強度的調質輥壓、加工、焊接方法等進行改善,外表使用了06Cr19Ni10(304)或者12Cr17Ni7(301),并且進行波紋加工、排氣扇成形、焊接組裝等,除了底框的特殊部分,全都使用不銹鋼來制造。根據不銹鋼的不同鋼種,基于強度方面的考慮,全都采用12Cr17Ni7(301)冷軋帶鋼,電阻點焊的焊接熱影響不大,所以適合大多數情況下的焊接;但是局部組裝所使用的電弧焊接部分,由于使用環境的緣故以及用于清洗的清潔劑的原因,曾經發生過晶間腐蝕和晶界應力腐蝕斷裂。


圖 4.jpg


  通過(guo)(guo)對(dui)12Cr17Ni7(301)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)C、Ni、N等(deng)成分以(yi)及調質(zhi)輥(gun)壓(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)進行了(le)研究,明確了(le)C、N、Mn、Ni等(deng)含量(liang)(liang)對(dui)拉(la)(la)伸(shen)(shen)特(te)征的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang),并且(qie)認(ren)為碳(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含量(liang)(liang)在0.06%以(yi)下(xia)(xia)時(shi)(shi)(shi)晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)就(jiu)會(hui)變(bian)得緩慢,實施冷加工以(yi)后進行晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)敏(min)化處理的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)候敏(min)感性會(hui)增(zeng)加,所以(yi)有(you)必要將碳(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含量(liang)(liang)進一步降(jiang)低到0.03%以(yi)下(xia)(xia)。可有(you)效防止上述(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)或者晶(jing)界應力腐蝕(shi)(shi)斷(duan)裂,實現不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高強度(du)化。進一步明確了(le)奧(ao)氏(shi)體穩(wen)定(ding)度(du)[Ma(30)]與調質(zhi)輥(gun)壓(ya)后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)延(yan)展(zhan)以(yi)及屈服(fu)比的(de)(de)(de)(de)(de)(de)關系。通過(guo)(guo)奧(ao)氏(shi)體對(dui)022Cr17Ni7(301L)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)拉(la)(la)伸(shen)(shen)特(te)征的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分析,搞清(qing)楚了(le)下(xia)(xia)列問題:拉(la)(la)伸(shen)(shen)強度(du)在很大(da)程度(du)上取決于應變(bian)致(zhi)生馬氏(shi)體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang),并隨(sui)著(zhu)Ni當(dang)量(liang)(liang)([Ni]+0.35[[Si]+0.4[Mn]+0.65[Cr]+12.6[C+N])的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加而(er)(er)降(jiang)低;另外屈服(fu)強度(du)幾乎(hu)不(bu)受Ni當(dang)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang),但(dan)會(hui)隨(sui)著(zhu)氮(dan)含量(liang)(liang)而(er)(er)增(zeng)大(da),相(xiang)反的(de)(de)(de)(de)(de)(de),延(yan)展(zhan)性受Ni當(dang)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)比較大(da),等(deng)等(deng)。12Cr17Ni7(301)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)會(hui)隨(sui)著(zhu)碳(tan)以(yi)及氮(dan)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化而(er)(er)增(zeng)大(da),但(dan)氮(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)在奧(ao)氏(shi)體相(xiang)時(shi)(shi)(shi)是碳(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)2倍。還有(you),拉(la)(la)伸(shen)(shen)強度(du)隨(sui)著(zhu)奧(ao)氏(shi)體穩(wen)定(ding)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)上升而(er)(er)下(xia)(xia)降(jiang),同一奧(ao)氏(shi)體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)度(du)隨(sui)著(zhu)碳(tan)以(yi)及氮(dan)量(liang)(liang)而(er)(er)增(zeng)大(da);延(yan)展(zhan)性隨(sui)著(zhu)奧(ao)氏(shi)體穩(wen)定(ding)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)上升而(er)(er)提高;從(cong)耐腐蝕(shi)(shi)性和強度(du)兩方(fang)面來看(kan)最佳成分是022Cr17Ni7N(301LN)。


  為(wei)(wei)了改善(shan)耐晶間腐蝕(shi)開(kai)裂,將碳(tan)量調整為(wei)(wei)0.03%以下,并通過氮的添(tian)加以及適當成分的比例調整開(kai)發出(chu)了能同時滿(man)足強度(du)需(xu)求的022Cr17Ni7(301LN)鋼(gang),被軌道車輛廣泛采用(yong)。


  車(che)輛(liang)底座部(bu)位由于(yu)大量(liang)地(di)進行電焊,而(er)022Cr17Ni7(301LN)這樣的(de)硬材會(hui)因焊接而(er)導致強度的(de)下(xia)降,所以(yi)不(bu)(bu)被采用(yong)。基于(yu)輕量(liang)化的(de)考慮(lv),開發(fa)出(chu)了雙相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼Cr19Ni5Cu2N,確(que)保(bao)焊接部(bu)分(fen)也不(bu)(bu)會(hui)軟化。


  不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在軌道交通(tong)中的應用前(qian)景廣闊,不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的需求量(liang)將不(bu)(bu)(bu)(bu)斷增加。不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在軌道交通(tong)中除用作車站裝飾外,主要(yao)用于制(zhi)造軌道車輛(liang)。目前(qian),半(ban)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)車體,用不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)制(zhi)造車體的易腐蝕(shi)部件,如翻板(ban)、腳蹬、枕外平地板(ban)、空調平臺平頂(ding)板(ban)、洗臉室臺面、水箱、污物箱、逆變器(qi)箱、充電器(qi)箱、直流電源箱等(deng)。全不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)客車車輛(liang)的車體除牽枕等(deng)少量(liang)結構件用低合金鋼(gang)(gang)外,其余可全部用不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)制(zhi)造,鋼(gang)(gang)種為(wei)12CrNi7(301)和06Cr19Ni10(304)等(deng)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),每輛(liang)車的不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)板(ban)材用量(liang)為(wei)9~10噸。


  不銹鋼(gang)(gang)車體用022Cr17Ni7(301L)和06Cr19Ni10(304)不銹鋼(gang)(gang)冷軋板(其中301L不銹鋼(gang)(gang)用量占70%),材料(liao)和等級分別是301L-LT、301L-DLT、301L-ST、301L-MT、301L-HT 和06Cr19Ni10(304),要求022Cr17Ni7(301L)的碳含(han)量<0.03%。


 表(biao)6-8是機車車輛(liang)用(yong)不銹鋼牌號(hao)和性能要求。


8.jpg