不銹(xiu)鋼客(ke)車以(yi)(yi)其經濟耐用、美觀安(an)全等一系(xi)列(lie)優點,在時速200km以(yi)(yi)下(xia)的(de)軌(gui)道(dao)交通(tong)中有(you)廣闊的(de)應(ying)用前(qian)景。不銹(xiu)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(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。
通(tong)(tong)過對(dui)12Cr17Ni7(301)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)C、Ni、N等(deng)成分以(yi)(yi)及(ji)調質(zhi)輥(gun)壓(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)進行了(le)研(yan)究,明確(que)了(le)C、N、Mn、Ni等(deng)含量(liang)(liang)對(dui)拉伸(shen)特征的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang),并(bing)且認為碳(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)含量(liang)(liang)在(zai)0.06%以(yi)(yi)下時晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)就會變(bian)得緩(huan)慢(man),實施冷加工以(yi)(yi)后(hou)進行晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)敏化處(chu)理的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)時候敏感性會增(zeng)(zeng)加,所以(yi)(yi)有必要將(jiang)碳(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)含量(liang)(liang)進一步降(jiang)低(di)到0.03%以(yi)(yi)下。可有效(xiao)防(fang)止上述的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)或者晶(jing)界(jie)應力腐蝕(shi)斷裂,實現不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)高強(qiang)度(du)(du)(du)化。進一步明確(que)了(le)奧氏(shi)(shi)體穩(wen)定(ding)度(du)(du)(du)[Ma(30)]與(yu)調質(zhi)輥(gun)壓(ya)后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)延(yan)展(zhan)以(yi)(yi)及(ji)屈(qu)服比的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)系。通(tong)(tong)過奧氏(shi)(shi)體對(dui)022Cr17Ni7(301L)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)拉伸(shen)特征的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分析,搞清楚(chu)了(le)下列(lie)問題:拉伸(shen)強(qiang)度(du)(du)(du)在(zai)很大(da)程度(du)(du)(du)上取決于應變(bian)致生馬氏(shi)(shi)體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang),并(bing)隨著(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)(de)增(zeng)(zeng)加而(er)(er)(er)降(jiang)低(di);另外屈(qu)服強(qiang)度(du)(du)(du)幾(ji)乎不受Ni當量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang),但會隨著(zhu)氮(dan)含量(liang)(liang)而(er)(er)(er)增(zeng)(zeng)大(da),相反的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),延(yan)展(zhan)性受Ni當量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)比較大(da),等(deng)等(deng)。12Cr17Ni7(301)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)會隨著(zhu)碳(tan)(tan)以(yi)(yi)及(ji)氮(dan)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化而(er)(er)(er)增(zeng)(zeng)大(da),但氮(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用在(zai)奧氏(shi)(shi)體相時是(shi)碳(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)2倍。還有,拉伸(shen)強(qiang)度(du)(du)(du)隨著(zhu)奧氏(shi)(shi)體穩(wen)定(ding)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)上升而(er)(er)(er)下降(jiang),同一奧氏(shi)(shi)體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)度(du)(du)(du)隨著(zhu)碳(tan)(tan)以(yi)(yi)及(ji)氮(dan)量(liang)(liang)而(er)(er)(er)增(zeng)(zeng)大(da);延(yan)展(zhan)性隨著(zhu)奧氏(shi)(shi)體穩(wen)定(ding)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)上升而(er)(er)(er)提(ti)高;從耐腐蝕(shi)性和(he)強(qiang)度(du)(du)(du)兩方面來看最佳成分是(shi)022Cr17Ni7N(301LN)。
為了(le)改善耐晶(jing)間腐(fu)蝕開(kai)裂,將碳量調整為0.03%以下,并通過氮的添加以及適當(dang)成分的比例調整開(kai)發(fa)出了(le)能同(tong)時滿足強(qiang)度(du)需求的022Cr17Ni7(301LN)鋼(gang),被軌道車輛廣(guang)泛(fan)采用。
車輛底座部(bu)(bu)位(wei)由于大量地進行電焊,而022Cr17Ni7(301LN)這(zhe)樣的(de)硬材會因焊接(jie)而導致強度的(de)下降,所以不被(bei)采用。基于輕量化的(de)考慮,開(kai)發出了雙相不銹(xiu)鋼Cr19Ni5Cu2N,確(que)保焊接(jie)部(bu)(bu)分也不會軟化。
不銹(xiu)鋼(gang)(gang)在軌道(dao)交(jiao)通中(zhong)的應用前景廣闊(kuo),不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的需(xu)求量(liang)將不斷增(zeng)加。不銹(xiu)鋼(gang)(gang)在軌道(dao)交(jiao)通中(zhong)除用作車(che)站(zhan)裝(zhuang)飾外,主要(yao)用于制造(zao)軌道(dao)車(che)輛(liang)。目前,半不銹(xiu)鋼(gang)(gang)車(che)體(ti),用不銹(xiu)鋼(gang)(gang)制造(zao)車(che)體(ti)的易腐蝕部件,如翻(fan)板、腳(jiao)蹬、枕外平(ping)地(di)板、空調平(ping)臺(tai)平(ping)頂板、洗臉室臺(tai)面、水(shui)箱、污物箱、逆變器箱、充電器箱、直流電源箱等。全(quan)(quan)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)客車(che)車(che)輛(liang)的車(che)體(ti)除牽枕等少(shao)量(liang)結構件用低(di)合金鋼(gang)(gang)外,其余可全(quan)(quan)部用不銹(xiu)鋼(gang)(gang)制造(zao),鋼(gang)(gang)種為12CrNi7(301)和06Cr19Ni10(304)等不銹(xiu)鋼(gang)(gang),每輛(liang)車(che)的不銹(xiu)鋼(gang)(gang)板材(cai)用量(liang)為9~10噸(dun)。
不銹鋼(gang)車體用022Cr17Ni7(301L)和(he)(he)06Cr19Ni10(304)不銹鋼(gang)冷軋板(其(qi)中301L不銹鋼(gang)用量占70%),材(cai)料和(he)(he)等(deng)級(ji)分別是(shi)301L-LT、301L-DLT、301L-ST、301L-MT、301L-HT 和(he)(he)06Cr19Ni10(304),要求022Cr17Ni7(301L)的碳含量<0.03%。
表6-8是(shi)機車車輛用不銹鋼(gang)牌號和性能要(yao)求。