不銹鋼客(ke)車以其經濟耐(nai)用(yong)、美觀安(an)全等一系列優點,在時速200km以下的軌道交通中有廣闊的應用(yong)前景。不銹鋼客(ke)車車貌,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


  通過對12Cr17Ni7(301)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)C、Ni、N等(deng)成分以(yi)及(ji)(ji)調(diao)質(zhi)輥壓的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)進(jin)(jin)(jin)行了(le)研究,明確了(le)C、N、Mn、Ni等(deng)含(han)(han)量(liang)對拉(la)伸(shen)特征的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang),并且認為碳(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)(han)量(liang)在0.06%以(yi)下(xia)(xia)(xia)時晶(jing)間腐蝕(shi)(shi)就(jiu)會變(bian)得緩慢,實(shi)施冷加工以(yi)后(hou)(hou)進(jin)(jin)(jin)行晶(jing)間腐蝕(shi)(shi)敏(min)(min)化處理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)時候敏(min)(min)感(gan)性(xing)會增(zeng)加,所以(yi)有(you)必要將碳(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)(han)量(liang)進(jin)(jin)(jin)一(yi)(yi)步(bu)降(jiang)低到0.03%以(yi)下(xia)(xia)(xia)。可有(you)效防止(zhi)上(shang)述的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)間腐蝕(shi)(shi)或者晶(jing)界(jie)應力腐蝕(shi)(shi)斷裂,實(shi)現不(bu)銹鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)強(qiang)度化。進(jin)(jin)(jin)一(yi)(yi)步(bu)明確了(le)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)穩(wen)(wen)定(ding)度[Ma(30)]與調(diao)質(zhi)輥壓后(hou)(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)延展(zhan)以(yi)及(ji)(ji)屈(qu)服(fu)比的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)關系。通過奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)對022Cr17Ni7(301L)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)拉(la)伸(shen)特征的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分析,搞(gao)清(qing)楚了(le)下(xia)(xia)(xia)列(lie)問題:拉(la)伸(shen)強(qiang)度在很大(da)程度上(shang)取決于應變(bian)致(zhi)生馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)量(liang),并隨(sui)著(zhu)(zhu)Ni當(dang)量(liang)([Ni]+0.35[[Si]+0.4[Mn]+0.65[Cr]+12.6[C+N])的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加而降(jiang)低;另外屈(qu)服(fu)強(qiang)度幾乎不(bu)受Ni當(dang)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang),但會隨(sui)著(zhu)(zhu)氮(dan)含(han)(han)量(liang)而增(zeng)大(da),相(xiang)反的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),延展(zhan)性(xing)受Ni當(dang)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)比較大(da),等(deng)等(deng)。12Cr17Ni7(301)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度會隨(sui)著(zhu)(zhu)碳(tan)以(yi)及(ji)(ji)氮(dan)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化而增(zeng)大(da),但氮(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用在奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)時是碳(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)2倍。還有(you),拉(la)伸(shen)強(qiang)度隨(sui)著(zhu)(zhu)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)穩(wen)(wen)定(ding)度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)上(shang)升(sheng)而下(xia)(xia)(xia)降(jiang),同一(yi)(yi)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩(wen)(wen)定(ding)度隨(sui)著(zhu)(zhu)碳(tan)以(yi)及(ji)(ji)氮(dan)量(liang)而增(zeng)大(da);延展(zhan)性(xing)隨(sui)著(zhu)(zhu)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)穩(wen)(wen)定(ding)度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)上(shang)升(sheng)而提高(gao);從(cong)耐腐蝕(shi)(shi)性(xing)和強(qiang)度兩方面來看最佳成分是022Cr17Ni7N(301LN)。


  為了改善耐晶間腐蝕開(kai)裂,將(jiang)碳量調整為0.03%以(yi)下(xia),并通過氮的添加(jia)以(yi)及(ji)適當成分的比例調整開(kai)發(fa)出了能同時滿足強(qiang)度(du)需求的022Cr17Ni7(301LN)鋼,被(bei)軌道車輛廣泛采用。


  車輛底座部位由(you)于(yu)大量(liang)地進(jin)行電焊,而022Cr17Ni7(301LN)這樣的硬材會因焊接而導(dao)致強度的下降,所以不被采用。基于(yu)輕量(liang)化的考慮,開發出了雙相不銹(xiu)鋼Cr19Ni5Cu2N,確(que)保焊接部分(fen)也(ye)不會軟化。


  不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)在軌道交(jiao)通中的(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)前景廣闊(kuo),不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)需求量(liang)將不(bu)斷增加。不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)在軌道交(jiao)通中除(chu)(chu)用(yong)(yong)(yong)作(zuo)車站裝飾外(wai),主要用(yong)(yong)(yong)于制造(zao)軌道車輛(liang)。目前,半不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)車體,用(yong)(yong)(yong)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)制造(zao)車體的(de)(de)易腐蝕部件,如翻板(ban)、腳蹬、枕(zhen)(zhen)外(wai)平地板(ban)、空調平臺(tai)(tai)平頂(ding)板(ban)、洗臉室(shi)臺(tai)(tai)面、水箱(xiang)、污(wu)物箱(xiang)、逆變器(qi)箱(xiang)、充(chong)電器(qi)箱(xiang)、直流電源箱(xiang)等(deng)。全不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)客車車輛(liang)的(de)(de)車體除(chu)(chu)牽枕(zhen)(zhen)等(deng)少量(liang)結構(gou)件用(yong)(yong)(yong)低合金鋼(gang)(gang)(gang)(gang)外(wai),其余可(ke)全部用(yong)(yong)(yong)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)制造(zao),鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種為12CrNi7(301)和06Cr19Ni10(304)等(deng)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang),每(mei)輛(liang)車的(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)板(ban)材用(yong)(yong)(yong)量(liang)為9~10噸(dun)。


  不銹鋼車體(ti)用022Cr17Ni7(301L)和06Cr19Ni10(304)不銹鋼冷軋(ya)板(其(qi)中(zhong)301L不銹鋼用量占70%),材料和等(deng)級(ji)分別是301L-LT、301L-DLT、301L-ST、301L-MT、301L-HT 和06Cr19Ni10(304),要求022Cr17Ni7(301L)的碳含量<0.03%。


 表6-8是機車車輛用(yong)不銹(xiu)鋼(gang)牌(pai)號和性能(neng)要求。


8.jpg