12Cr17Mn6Ni5N(201)、12Cr18Mn9Ni5N(202)、12Cr17Ni7(301)、12Cr18Ni9(302)不銹鋼都是奧氏體鋼(gang)，它們在軌道交通中都得到了廣泛的應用，12Cr17Mn6Ni5N(201)鋼是用于鐵路車輛制造的最普通鋼材。12Cr17Mn6Ni5N(201)鋼有極好的使用性能和加工制造性能，并且在退火狀態下，要比12Cr17Ni7(301)不銹鋼的強度更高。冷軋后，具有較高的硬度。
圖5-35是全不銹鋼制(zhi)車廂的示意(yi)圖。
在(zai)退(tui)火(huo)狀(zhuang)態下，上述鋼(gang)具(ju)有較高(gao)的韌性(xing)(xing)和(he)較低的屈(qu)服強(qiang)度，因此成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)性(xing)(xing)能較好。所以(yi)在(zai)退(tui)火(huo)狀(zhuang)態下上述鋼(gang)即(ji)可成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)，當(dang)然(ran)也(ye)可以(yi)進行冷加工成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)。冷軋可以(yi)使這些(xie)鋼(gang)強(qiang)化，這是(shi)由于一些(xie)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)分解成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)的鐵素體(ti)(ti)和(he)硬化剩余的奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)共同作用的結果。通過大(da)量分析(xi)，碳(tan)、錳(meng)、鎳(nie)、鉻和(he)氮(dan)的含量決定著(zhu)所分析(xi)鋼(gang)的冷加工特性(xing)(xing)。
1. 鋼(gang)種的選(xuan)定
軌道交通用(yong)不銹鋼，可(ke)選用(yong)的有(you)以下幾種。
①. 低抗拉(la)強度鋼板
低(di)抗拉強(qiang)度(du)(du)（low tensile strength) 2D表(biao)面鋼板(ban)相當(dang)于(yu)06Cr19Ni0,用來制作(zuo)深沖和張力(li)成型的(de)零部件。它有較低(di)的(de)屈服強(qiang)度(du)(du)（22.5kg/m㎡2),較高的(de)伸(shen)長率（50%),最大的(de)洛氏(shi)硬度(du)(du)（B95),彎(wan)曲半徑為(wei)兩倍板(ban)材(cai)厚度(du)(du)，可彎(wan)曲角度(du)(du)180°。
具有抗拉強度(du)2B表(biao)面的(de)鋼板用來制作冷(leng)彎(wan)(wan)成型的(de)零部(bu)件，或(huo)輕微(wei)沖壓或(huo)平輥軋制，例如室內嵌板、門和座席(xi)的(de)支柱物。盡(jin)管(guan)這個鋼種的(de)屈(qu)服強度(du)與(yu)LT2D表(biao)面鋼種一樣低(di)，它的(de)伸長率低(di)于(yu)45%,硬度(du)較高(gao)，最大(da)洛氏硬度(du)為B105;彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)半徑為板材厚度(du)的(de)1/2,彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)角(jiao)可(ke)達(da)180°。
特別是經過回火后用(yong)于(yu)車廂窗戶縫(feng)隙(xi)周(zhou)圍的(de)嵌(qian)板(ban)的(de)要求：最(zui)(zui)低屈服強(qiang)度3.5kg/m㎡,最(zui)(zui)低伸(shen)長率40%,最(zui)(zui)大洛氏硬(ying)度B105;彎(wan)曲(qu)半徑為板(ban)材厚度的(de)1/2,彎(wan)曲(qu)角可達180°。
②. 特殊抗拉強度(du)鋼板
特殊抗拉強度(du)(du)(du)(du)（special tensilestrength)鋼板(ban)用于(yu)車頂肋(lei)條(tiao)，它的(de)(de)屈服強度(du)(du)(du)(du)為(wei)42.2~56.2kg/m㎡,最低伸(shen)長(chang)率為(wei)35%.厚(hou)度(du)(du)(du)(du)等于(yu)或小于(yu)0.5mm的(de)(de)薄板(ban)，彎(wan)曲半徑為(wei)板(ban)材(cai)厚(hou)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)1/2,彎(wan)曲角(jiao)可達180°;厚(hou)度(du)(du)(du)(du)超(chao)過(guo)0.5mm的(de)(de)薄板(ban)，彎(wan)曲半徑為(wei)薄板(ban)厚(hou)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)彎(wan)曲角(jiao)可達135°。
③. 中等抗拉強度(du)薄板(ban)
中等抗拉(la)強度（middle tensilestrength)薄板用(yong)來(lai)制作車廂外部的(de)(de)波紋部件和槽式嵌板。最小(xiao)屈服強度52.7kg/m㎡,最小(xiao)伸長率25%,板厚小(xiao)于0.5mm,彎(wan)曲(qu)半徑(jing)為板材厚度的(de)(de)1/2,彎(wan)曲(qu)角可達(da)180°;對(dui)較厚的(de)(de)板材，彎(wan)曲(qu)半徑(jing)為板厚的(de)(de)1/2,彎(wan)曲(qu)角可達(da)135°。
④. 高等(deng)抗拉(la)強(qiang)度薄(bo)板
厚(hou)度(du)(du)等(deng)于和小(xiao)于0.5mm的(de)(de)(de)高(gao)等(deng)抗拉(la)(la)強(qiang)度(du)(du)（high tensile strength) 薄(bo)板的(de)(de)(de)最小(xiao)屈(qu)服(fu)強(qiang)度(du)(du)70.3kg/m㎡,最小(xiao)伸長(chang)率(lv)20%;彎曲(qu)半(ban)徑為(wei)(wei)板材厚(hou)度(du)(du)的(de)(de)(de)1/2,彎曲(qu)角(jiao)(jiao)可達(da)180°;0.5~3.2mm厚(hou)的(de)(de)(de)薄(bo)板的(de)(de)(de)最小(xiao)屈(qu)服(fu)強(qiang)度(du)(du)77.3kg/m㎡,最小(xiao)伸長(chang)率(lv)15%,彎曲(qu)半(ban)徑為(wei)(wei)板材厚(hou)度(du)(du)的(de)(de)(de)2倍，彎曲(qu)角(jiao)(jiao)可達(da)135°.厚(hou)度(du)(du)超過3.2mm的(de)(de)(de)高(gao)等(deng)抗拉(la)(la)強(qiang)度(du)(du)（HT)鋼板，常用來(lai)制作波紋零部件，其最小(xiao)屈(qu)服(fu)強(qiang)度(du)(du)70.3kg/m㎡,最小(xiao)伸長(chang)率(lv)20%;彎曲(qu)半(ban)徑為(wei)(wei)板材厚(hou)度(du)(du)的(de)(de)(de)2倍，彎曲(qu)角(jiao)(jiao)135°。
2. 幾(ji)種(zhong)加工成(cheng)型的方法
在軌道(dao)車輛制造中，適(shi)用(yong)的(de)成型操作是(shi)剪切(qie)、冷彎成型、張力(li)成型、軋制成型、拉拔成型、沖(chong)壓成型和沖(chong)孔。成型的(de)零部(bu)件在夾具和夾緊裝置中進行組(zu)裝，并通過點焊(han)，最后組(zu)合成軌道(dao)用(yong)車廂。
為(wei)了(le)成型，坯料(liao)要(yao)經剪切。最(zui)簡單(dan)的方法(fa)是使用兩個相同形(xing)狀的刀片(pian)，即稱(cheng)為(wei)“直角方形(xing)”的剪機進行剪切。盡管(guan)許(xu)多操作需要(yao)矩形(xing)或方形(xing)毛坯，但(dan)是復(fu)雜的成樣(yang)也是有的。
在毛坯(pi)加工(gong)(gong)中也(ye)使用“仿(fang)形(xing)”法(fa)來切割(ge)加工(gong)(gong)。通過切割(ge)，加工(gong)(gong)出與(yu)要求(qiu)的(de)形(xing)狀(zhuang)相同的(de)毛坯(pi)。這種裝置能高速精確地切割(ge)加工(gong)(gong)成(cheng)型毛坯(pi)，而生產成(cheng)本很低(di)。這種“仿(fang)形(xing)”切割(ge)加工(gong)(gong)法(fa)，就是(shi)被廣泛應用的(de)等離子弧(hu)“仿(fang)形(xing)”切割(ge)加工(gong)(gong)。
對于所(suo)有的剪(jian)切(qie)工(gong)具，要(yao)求選(xuan)用(yong)(yong)最好的工(gong)具鋼鋼種，剪(jian)刃(ren)要(yao)保(bao)持相當鋒利，剪(jian)刃(ren)的角(jiao)度(du)要(yao)盡(jin)可能(neng)小(xiao)些。同時要(yao)避免刀刃(ren)缺(que)口。剪(jian)刃(ren)安裝要(yao)仔細(xi)，以保(bao)證正確(que)剪(jian)切(qie)。在模具剪(jian)切(qie)中，使用(yong)(yong)平面刀具，最小(xiao)間隙為(wei)10%。
3. 冷彎成型和張(zhang)力成型
車廂用鋼材大部分是(shi)(shi)彎(wan)曲成(cheng)型的(de)，有一部分是(shi)(shi)張力成(cheng)型，如(ru)車頂支柱。純彎(wan)曲成(cheng)型的(de)零部件是(shi)(shi)由單(dan)件單(dan)獨(du)在沖(chong)壓(ya)機壓(ya)彎(wan)成(cheng)型。冷沖(chong)壓(ya)成(cheng)型的(de)沖(chong)壓(ya)機使用的(de)是(shi)(shi)有各種各樣(yang)的(de)萬能(neng)模具(ju)，其中最普通的(de)一種是(shi)(shi)標準的(de)“V”型模具(ju)，通過調整沖(chong)程來補償(chang)彈性回彈。
輥(gun)式冷彎成(cheng)(cheng)型時，由(you)于(yu)(yu)(yu)成(cheng)(cheng)型輥(gun)的(de)(de)輥(gun)面較(jiao)(jiao)寬，彎曲(qu)成(cheng)(cheng)型的(de)(de)型鋼(gang)可(ke)能(neng)會(hui)發生扭轉。型鋼(gang)的(de)(de)圓(yuan)角半(ban)徑比(bi)成(cheng)(cheng)型輥(gun)的(de)(de)圓(yuan)角半(ban)徑大得(de)多(duo)，所以凸(tu)緣會(hui)發生彎斷。由(you)于(yu)(yu)(yu)消除應(ying)力(li)而引起的(de)(de)翹(qiao)曲(qu)和扭曲(qu)，在卷材成(cheng)(cheng)型中(zhong)更加(jia)明顯。在彎曲(qu)區域(yu)，快速的(de)(de)應(ying)變(bian)硬化會(hui)使變(bian)形部分趨于(yu)(yu)(yu)擴大。當成(cheng)(cheng)型輥(gun)的(de)(de)輥(gun)面太狹窄時，凸(tu)緣是顯示(shi)壓力(li)的(de)(de)標(biao)記，由(you)于(yu)(yu)(yu)成(cheng)(cheng)型一(yi)個相對比(bi)較(jiao)(jiao)明顯的(de)(de)彎曲(qu)，需要較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)(de)壓力(li)，這樣它(ta)們就會(hui)相互(hu)接觸。
從本質(zhi)上說，彈(dan)(dan)性回彈(dan)(dan)是型(xing)鋼(gang)在彎曲力(li)去除以后，重新恢復到它(ta)(ta)(ta)(ta)的(de)原(yuan)始形狀的(de)一種趨勢。這取決(jue)于(yu)：①. 薄板厚度(du)(du)、彎曲半徑和彎曲角(jiao)度(du)(du)等幾何(he)因素；②. 鋼(gang)材化學成分和屈服強(qiang)度(du)(du)等性能因素。一個工(gong)件必(bi)須(xu)經過成型(xing)，以給出一個總應(ying)變(bian)，它(ta)(ta)(ta)(ta)等于(yu)永久變(bian)形所需的(de)塑性應(ying)變(bian)加上引(yin)起彈(dan)(dan)性后效的(de)確(que)性應(ying)變(bian) 在張力(li)成型(xing)車(che)頂助條和其(qi)他(ta)支(zhi)撐件中，構件外形不會出現相應(ying)的(de)皺紋。通過緊夾毛坯的(de)每一端，并且預(yu)拉伸它(ta)(ta)(ta)(ta)來保持彎曲外半徑處于(yu)拉力(li)狀態，就(jiu)能把彈(dan)(dan)性回彈(dan)(dan)減少到最低水(shui)平(ping)。工(gong)件有(you)(you)角(jiao)度(du)(du)的(de)部分必(bi)須(xu)精確(que)地(di)(di)預(yu)成型(xing)，以便它(ta)(ta)(ta)(ta)們完全(quan)適(shi)應(ying)張力(li)成型(xing)工(gong)具（假如張力(li)成型(xing)肋條沒有(you)(you)適(shi)當地(di)(di)給予支(zhi)撐，它(ta)(ta)(ta)(ta)將嚴重地(di)(di)歪扭(niu)）。
為了張(zhang)力(li)成(cheng)型(xing)一個車頂肋條(tiao)，把冷彎成(cheng)型(xing)工(gong)件(jian)放(fang)進有輪(lun)廓(kuo)的夾具中，以便緊(jin)緊(jin)地夾住工(gong)件(jian)整個表面，從而減少(shao)滑(hua)動和破裂。與夾具相連的液壓缸給(gei)工(gong)件(jian)以拉力(li)，之后把肋條(tiao)繞成(cheng)型(xing)模圍起來，使其(qi)彎曲。
鐵路車廂、車輛用不銹(xiu)鋼型材品種示意圖(tu)，見(jian)圖(tu)5-36.
