不銹(xiu)鋼(gang)客車以(yi)其經濟耐用、美觀安全等一系列(lie)優點(dian),在(zai)時速200km以(yi)下的軌道交通中(zhong)有(you)廣闊的應(ying)用前景。不銹(xiu)鋼(gang)客車車貌,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(gang)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。

通(tong)過(guo)對(dui)12Cr17Ni7(301)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)C、Ni、N等(deng)(deng)成分以(yi)及(ji)(ji)調(diao)質輥壓的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)進行了(le)(le)研究,明確了(le)(le)C、N、Mn、Ni等(deng)(deng)含(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)對(dui)拉伸(shen)特征的(de)(de)(de)(de)影響(xiang),并(bing)且認為碳的(de)(de)(de)(de)含(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)在(zai)0.06%以(yi)下(xia)時晶間腐(fu)蝕(shi)就會(hui)變得緩慢,實(shi)施冷加(jia)(jia)工以(yi)后(hou)進行晶間腐(fu)蝕(shi)敏化(hua)處理的(de)(de)(de)(de)時候敏感性會(hui)增(zeng)加(jia)(jia),所以(yi)有必要(yao)將碳的(de)(de)(de)(de)含(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)進一(yi)步(bu)(bu)降(jiang)(jiang)低(di)(di)到0.03%以(yi)下(xia)。可有效防(fang)止上述的(de)(de)(de)(de)晶間腐(fu)蝕(shi)或(huo)者(zhe)晶界應(ying)力腐(fu)蝕(shi)斷(duan)裂,實(shi)現(xian)不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)高強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)化(hua)。進一(yi)步(bu)(bu)明確了(le)(le)奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)穩(wen)定度(du)[Ma(30)]與(yu)調(diao)質輥壓后(hou)的(de)(de)(de)(de)延展(zhan)以(yi)及(ji)(ji)屈服比(bi)的(de)(de)(de)(de)關系。通(tong)過(guo)奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)對(dui)022Cr17Ni7(301L)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)拉伸(shen)特征的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)的(de)(de)(de)(de)分析,搞清楚了(le)(le)下(xia)列問題:拉伸(shen)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)在(zai)很大(da)(da)(da)程(cheng)度(du)上取決于應(ying)變致生(sheng)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang),并(bing)隨(sui)著Ni當量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)([Ni]+0.35[[Si]+0.4[Mn]+0.65[Cr]+12.6[C+N])的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)而降(jiang)(jiang)低(di)(di);另外(wai)屈服強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)幾乎不受Ni當量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang),但(dan)會(hui)隨(sui)著氮含(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)而增(zeng)大(da)(da)(da),相(xiang)反的(de)(de)(de)(de),延展(zhan)性受Ni當量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)比(bi)較大(da)(da)(da),等(deng)(deng)等(deng)(deng)。12Cr17Ni7(301)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)會(hui)隨(sui)著碳以(yi)及(ji)(ji)氮量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)變化(hua)而增(zeng)大(da)(da)(da),但(dan)氮的(de)(de)(de)(de)作用(yong)在(zai)奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)相(xiang)時是碳的(de)(de)(de)(de)2倍。還有,拉伸(shen)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)隨(sui)著奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)穩(wen)定度(du)的(de)(de)(de)(de)上升(sheng)而下(xia)降(jiang)(jiang),同一(yi)奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)穩(wen)定度(du)隨(sui)著碳以(yi)及(ji)(ji)氮量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)而增(zeng)大(da)(da)(da);延展(zhan)性隨(sui)著奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)穩(wen)定度(du)的(de)(de)(de)(de)上升(sheng)而提(ti)高;從(cong)耐腐(fu)蝕(shi)性和強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)兩方面來看最佳成分是022Cr17Ni7N(301LN)。
為了改善耐晶間腐蝕(shi)開裂,將碳(tan)量調(diao)整為0.03%以下,并(bing)通過氮的(de)添加以及適(shi)當成(cheng)分的(de)比例調(diao)整開發出了能同時滿足強度需(xu)求的(de)022Cr17Ni7(301LN)鋼,被(bei)軌道(dao)車(che)輛廣泛采(cai)用。
車輛(liang)底(di)座部位由于(yu)大量地進行電焊,而022Cr17Ni7(301LN)這(zhe)樣的(de)硬材會(hui)因焊接而導(dao)致強度的(de)下降,所以不被(bei)采(cai)用。基于(yu)輕(qing)量化(hua)的(de)考(kao)慮,開發出了雙相不銹(xiu)鋼Cr19Ni5Cu2N,確保焊接部分(fen)也(ye)不會(hui)軟化(hua)。
不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在軌道交通中(zhong)的(de)(de)應(ying)用前景廣闊(kuo),不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)需求量將不(bu)斷增加。不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在軌道交通中(zhong)除用作車站裝飾外(wai),主要用于制(zhi)(zhi)造(zao)軌道車輛(liang)。目(mu)前,半不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)車體(ti),用不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)制(zhi)(zhi)造(zao)車體(ti)的(de)(de)易腐蝕部(bu)件,如翻(fan)板(ban)(ban)、腳蹬(deng)、枕外(wai)平地(di)板(ban)(ban)、空調平臺(tai)平頂板(ban)(ban)、洗臉(lian)室臺(tai)面、水箱(xiang)、污物箱(xiang)、逆(ni)變(bian)器(qi)箱(xiang)、充電器(qi)箱(xiang)、直流電源箱(xiang)等(deng)(deng)。全不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)客車車輛(liang)的(de)(de)車體(ti)除牽(qian)枕等(deng)(deng)少量結構(gou)件用低合(he)金(jin)鋼(gang)(gang)外(wai),其余可(ke)全部(bu)用不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)制(zhi)(zhi)造(zao),鋼(gang)(gang)種為(wei)12CrNi7(301)和06Cr19Ni10(304)等(deng)(deng)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),每輛(liang)車的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)材用量為(wei)9~10噸。
不(bu)(bu)銹鋼車體用(yong)022Cr17Ni7(301L)和(he)06Cr19Ni10(304)不(bu)(bu)銹鋼冷軋板(其(qi)中(zhong)301L不(bu)(bu)銹鋼用(yong)量(liang)占70%),材料(liao)和(he)等(deng)級分別是301L-LT、301L-DLT、301L-ST、301L-MT、301L-HT 和(he)06Cr19Ni10(304),要(yao)求022Cr17Ni7(301L)的碳(tan)含量(liang)<0.03%。
表6-8是機(ji)車車輛用不銹(xiu)鋼牌號和性(xing)能要求。


