不銹(xiu)鋼(gang)客車以其經濟耐用、美(mei)觀(guan)安全等一系列優點,在時速200km以下的軌(gui)道交通中(zhong)有廣闊的應用前景。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)過對(dui)12Cr17Ni7(301)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)C、Ni、N等成(cheng)分(fen)以(yi)及(ji)調質輥壓(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)進行(xing)了(le)研究(jiu),明確(que)了(le)C、N、Mn、Ni等含(han)(han)量(liang)對(dui)拉(la)伸(shen)(shen)特(te)征(zheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang),并(bing)且認為碳的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)(han)量(liang)在0.06%以(yi)下(xia)時(shi)晶間(jian)腐(fu)蝕就會(hui)變(bian)得緩慢,實(shi)施冷加工以(yi)后進行(xing)晶間(jian)腐(fu)蝕敏(min)化處理的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)候敏(min)感性會(hui)增加,所(suo)以(yi)有必要將(jiang)碳的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)(han)量(liang)進一(yi)步(bu)降(jiang)低(di)到(dao)0.03%以(yi)下(xia)。可有效防止上(shang)(shang)(shang)述的(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶間(jian)腐(fu)蝕或者晶界(jie)應力腐(fu)蝕斷(duan)裂,實(shi)現(xian)不銹鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)化。進一(yi)步(bu)明確(que)了(le)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)穩定(ding)度(du)(du)[Ma(30)]與調質輥壓(ya)后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)延展以(yi)及(ji)屈(qu)服比(bi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)系(xi)。通(tong)過奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)對(dui)022Cr17Ni7(301L)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)拉(la)伸(shen)(shen)特(te)征(zheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)析,搞清楚了(le)下(xia)列問題:拉(la)伸(shen)(shen)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)在很大(da)(da)程(cheng)度(du)(du)上(shang)(shang)(shang)取決(jue)于應變(bian)致生馬氏(shi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)量(liang),并(bing)隨(sui)著(zhu)Ni當量(liang)([Ni]+0.35[[Si]+0.4[Mn]+0.65[Cr]+12.6[C+N])的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增加而(er)(er)降(jiang)低(di);另(ling)外屈(qu)服強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)幾乎不受Ni當量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang),但會(hui)隨(sui)著(zhu)氮(dan)含(han)(han)量(liang)而(er)(er)增大(da)(da),相(xiang)(xiang)反的(de)(de)(de)(de)(de)(de),延展性受Ni當量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)比(bi)較大(da)(da),等等。12Cr17Ni7(301)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)會(hui)隨(sui)著(zhu)碳以(yi)及(ji)氮(dan)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化而(er)(er)增大(da)(da),但氮(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用在奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)相(xiang)(xiang)時(shi)是碳的(de)(de)(de)(de)(de)(de)2倍(bei)。還有,拉(la)伸(shen)(shen)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)隨(sui)著(zhu)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)穩定(ding)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)上(shang)(shang)(shang)升(sheng)而(er)(er)下(xia)降(jiang),同一(yi)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩定(ding)度(du)(du)隨(sui)著(zhu)碳以(yi)及(ji)氮(dan)量(liang)而(er)(er)增大(da)(da);延展性隨(sui)著(zhu)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)穩定(ding)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)上(shang)(shang)(shang)升(sheng)而(er)(er)提高(gao);從耐腐(fu)蝕性和強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)兩方面來看最佳成(cheng)分(fen)是022Cr17Ni7N(301LN)。
為了改善耐(nai)晶間腐(fu)蝕開裂,將(jiang)碳量調整為0.03%以下,并通過氮(dan)的添(tian)加以及適當成(cheng)分的比例調整開發(fa)出了能同(tong)時滿(man)足強度(du)需求的022Cr17Ni7(301LN)鋼,被軌(gui)道車(che)輛廣泛采用。
車輛底座部位由于(yu)大量地(di)進行電焊(han),而022Cr17Ni7(301LN)這樣(yang)的硬材(cai)會因焊(han)接(jie)而導(dao)致(zhi)強度的下降,所以不(bu)(bu)被采(cai)用。基于(yu)輕量化的考(kao)慮,開發出了雙相不(bu)(bu)銹鋼Cr19Ni5Cu2N,確保焊(han)接(jie)部分也不(bu)(bu)會軟化。
不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)在軌道交通(tong)中(zhong)的(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)前(qian)景廣闊,不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)需求量(liang)將(jiang)不(bu)斷增加(jia)。不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)在軌道交通(tong)中(zhong)除用(yong)(yong)作車站裝飾外,主(zhu)要用(yong)(yong)于制造(zao)軌道車輛(liang)。目前(qian),半(ban)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)車體(ti),用(yong)(yong)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)制造(zao)車體(ti)的(de)(de)易腐蝕部(bu)件(jian),如翻(fan)板、腳蹬、枕外平(ping)地(di)板、空調平(ping)臺(tai)平(ping)頂板、洗臉室(shi)臺(tai)面、水箱、污物(wu)箱、逆變器箱、充電器箱、直(zhi)流(liu)電源箱等。全不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)客車車輛(liang)的(de)(de)車體(ti)除牽枕等少量(liang)結構件(jian)用(yong)(yong)低合金鋼(gang)(gang)(gang)(gang)外,其余(yu)可(ke)全部(bu)用(yong)(yong)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)制造(zao),鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種為12CrNi7(301)和06Cr19Ni10(304)等不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang),每(mei)輛(liang)車的(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)板材用(yong)(yong)量(liang)為9~10噸。
不(bu)銹(xiu)鋼車體用(yong)022Cr17Ni7(301L)和06Cr19Ni10(304)不(bu)銹(xiu)鋼冷軋(ya)板(其中(zhong)301L不(bu)銹(xiu)鋼用(yong)量占(zhan)70%),材料和等級分別是(shi)301L-LT、301L-DLT、301L-ST、301L-MT、301L-HT 和06Cr19Ni10(304),要求022Cr17Ni7(301L)的碳(tan)含量<0.03%。
表6-8是機車(che)車(che)輛用不銹鋼牌號和性能要求。


