不銹鋼客車以(yi)其經(jing)濟耐用、美觀安全等一系列優點,在時速(su)200km以(yi)下的軌(gui)道(dao)交通中有廣闊的應用前景。不銹鋼客車車貌(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(xiu)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(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)C、Ni、N等成分以(yi)及(ji)(ji)調(diao)質輥壓的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)進(jin)行(xing)了研究,明確了C、N、Mn、Ni等含量(liang)(liang)對拉(la)伸特(te)征的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang),并且認(ren)為(wei)碳的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含量(liang)(liang)在0.06%以(yi)下(xia)時(shi)晶間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)就(jiu)會(hui)變(bian)得緩慢,實施冷加(jia)工以(yi)后(hou)進(jin)行(xing)晶間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)敏化(hua)(hua)處理的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)候敏感性(xing)會(hui)增加(jia),所(suo)以(yi)有必(bi)要將碳的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含量(liang)(liang)進(jin)一步降低到0.03%以(yi)下(xia)。可有效防止(zhi)上(shang)述的(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)或者晶界應力腐(fu)(fu)蝕(shi)斷(duan)裂,實現(xian)不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高強度(du)(du)(du)化(hua)(hua)。進(jin)一步明確了奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)穩(wen)(wen)定(ding)度(du)(du)(du)[Ma(30)]與調(diao)質輥壓后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)延展以(yi)及(ji)(ji)屈服比(bi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)系。通過奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)對022Cr17Ni7(301L)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)拉(la)伸特(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)楚了下(xia)列(lie)問題(ti):拉(la)伸強度(du)(du)(du)在很大(da)程(cheng)度(du)(du)(du)上(shang)取決于應變(bian)致生馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang),并隨(sui)(sui)(sui)著(zhu)(zhu)Ni當量(liang)(liang)([Ni]+0.35[[Si]+0.4[Mn]+0.65[Cr]+12.6[C+N])的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增加(jia)而降低;另外屈服強度(du)(du)(du)幾乎不受Ni當量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang),但會(hui)隨(sui)(sui)(sui)著(zhu)(zhu)氮含量(liang)(liang)而增大(da),相反的(de)(de)(de)(de)(de)(de),延展性(xing)受Ni當量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)比(bi)較(jiao)大(da),等等。12Cr17Ni7(301)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)(du)(du)會(hui)隨(sui)(sui)(sui)著(zhu)(zhu)碳以(yi)及(ji)(ji)氮量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)(hua)而增大(da),但氮的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用在奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)相時(shi)是碳的(de)(de)(de)(de)(de)(de)2倍(bei)。還有,拉(la)伸強度(du)(du)(du)隨(sui)(sui)(sui)著(zhu)(zhu)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)穩(wen)(wen)定(ding)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)上(shang)升而下(xia)降,同一奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩(wen)(wen)定(ding)度(du)(du)(du)隨(sui)(sui)(sui)著(zhu)(zhu)碳以(yi)及(ji)(ji)氮量(liang)(liang)而增大(da);延展性(xing)隨(sui)(sui)(sui)著(zhu)(zhu)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)穩(wen)(wen)定(ding)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)上(shang)升而提(ti)高;從耐腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)和強度(du)(du)(du)兩方面來看最(zui)佳成分是022Cr17Ni7N(301LN)。


  為(wei)了改善耐晶間腐蝕開裂,將碳量調(diao)整(zheng)為(wei)0.03%以(yi)下,并(bing)通過氮(dan)的(de)添(tian)加以(yi)及適當成分的(de)比例(li)調(diao)整(zheng)開發出(chu)了能同時滿足強度需求的(de)022Cr17Ni7(301LN)鋼(gang),被軌(gui)道車輛廣(guang)泛采(cai)用。


  車輛底座部位(wei)由于大量地進行電焊,而022Cr17Ni7(301LN)這樣(yang)的(de)硬(ying)材會因焊接而導致強度的(de)下(xia)降,所以不(bu)(bu)被采用。基于輕量化的(de)考慮(lv),開發出了(le)雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼Cr19Ni5Cu2N,確保焊接部分也不(bu)(bu)會軟化。


  不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)在(zai)軌(gui)(gui)道(dao)交通中(zhong)的(de)應用(yong)前景廣闊,不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)需求量(liang)將不(bu)斷增加。不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)在(zai)軌(gui)(gui)道(dao)交通中(zhong)除用(yong)作車站裝飾(shi)外,主要用(yong)于制(zhi)造(zao)軌(gui)(gui)道(dao)車輛。目前,半不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)車體(ti),用(yong)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)制(zhi)造(zao)車體(ti)的(de)易腐蝕(shi)部件(jian),如翻板(ban)、腳蹬、枕外平(ping)地(di)板(ban)、空調平(ping)臺平(ping)頂板(ban)、洗臉(lian)室(shi)臺面、水箱(xiang)(xiang)、污物(wu)箱(xiang)(xiang)、逆變器箱(xiang)(xiang)、充電器箱(xiang)(xiang)、直流(liu)電源箱(xiang)(xiang)等。全不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)客車車輛的(de)車體(ti)除牽枕等少量(liang)結構件(jian)用(yong)低(di)合金鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)外,其余可全部用(yong)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)制(zhi)造(zao),鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種為12CrNi7(301)和06Cr19Ni10(304)等不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),每輛車的(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)板(ban)材用(yong)量(liang)為9~10噸(dun)。


  不(bu)(bu)銹鋼車體用022Cr17Ni7(301L)和(he)(he)06Cr19Ni10(304)不(bu)(bu)銹鋼冷軋板(其中(zhong)301L不(bu)(bu)銹鋼用量(liang)占70%),材料和(he)(he)等級(ji)分(fen)別是301L-LT、301L-DLT、301L-ST、301L-MT、301L-HT 和(he)(he)06Cr19Ni10(304),要(yao)求022Cr17Ni7(301L)的(de)碳含量(liang)<0.03%。


 表6-8是機車車輛用不銹鋼牌號和性(xing)能要求。


8.jpg