不(bu)(bu)銹(xiu)鋼客(ke)車(che)(che)以(yi)其(qi)經濟耐用、美觀安全等一系列優點,在(zai)時速(su)200km以(yi)下的軌道交通中有廣闊的應用前景。不(bu)(bu)銹(xiu)鋼客(ke)車(che)(che)車(che)(che)貌(mao),見圖(tu)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。

通過對(dui)12Cr17Ni7(301)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)C、Ni、N等成分以(yi)及(ji)調質(zhi)(zhi)輥(gun)(gun)壓的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)(xiang)進行(xing)了(le)研究,明確了(le)C、N、Mn、Ni等含(han)量對(dui)拉(la)(la)伸(shen)(shen)特(te)(te)征的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)(xiang),并(bing)且認為碳(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)量在(zai)(zai)(zai)0.06%以(yi)下(xia)時(shi)晶(jing)間腐(fu)蝕就會變(bian)得(de)緩慢,實施(shi)冷加(jia)工(gong)以(yi)后進行(xing)晶(jing)間腐(fu)蝕敏化(hua)處(chu)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)候敏感性會增加(jia),所(suo)以(yi)有必要將碳(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)量進一(yi)步降低到0.03%以(yi)下(xia)。可有效防(fang)止上(shang)述的(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)間腐(fu)蝕或者晶(jing)界應(ying)力腐(fu)蝕斷裂,實現(xian)不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)強度(du)(du)化(hua)。進一(yi)步明確了(le)奧氏(shi)體(ti)(ti)穩(wen)定(ding)度(du)(du)[Ma(30)]與調質(zhi)(zhi)輥(gun)(gun)壓后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)延(yan)展以(yi)及(ji)屈(qu)服(fu)比的(de)(de)(de)(de)(de)(de)關系。通過奧氏(shi)體(ti)(ti)對(dui)022Cr17Ni7(301L)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)拉(la)(la)伸(shen)(shen)特(te)(te)征的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分析,搞清楚了(le)下(xia)列(lie)問題:拉(la)(la)伸(shen)(shen)強度(du)(du)在(zai)(zai)(zai)很(hen)大(da)程度(du)(du)上(shang)取決(jue)于(yu)應(ying)變(bian)致生馬氏(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)量,并(bing)隨(sui)著(zhu)Ni當(dang)量([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(er)(er)降低;另外屈(qu)服(fu)強度(du)(du)幾乎不受Ni當(dang)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)(xiang),但會隨(sui)著(zhu)氮含(han)量而(er)(er)增大(da),相(xiang)(xiang)反的(de)(de)(de)(de)(de)(de),延(yan)展性受Ni當(dang)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)(xiang)比較大(da),等等。12Cr17Ni7(301)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)(du)會隨(sui)著(zhu)碳(tan)以(yi)及(ji)氮量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)而(er)(er)增大(da),但氮的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用在(zai)(zai)(zai)奧氏(shi)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)時(shi)是碳(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)2倍。還有,拉(la)(la)伸(shen)(shen)強度(du)(du)隨(sui)著(zhu)奧氏(shi)體(ti)(ti)穩(wen)定(ding)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)上(shang)升而(er)(er)下(xia)降,同一(yi)奧氏(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)度(du)(du)隨(sui)著(zhu)碳(tan)以(yi)及(ji)氮量而(er)(er)增大(da);延(yan)展性隨(sui)著(zhu)奧氏(shi)體(ti)(ti)穩(wen)定(ding)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)上(shang)升而(er)(er)提高(gao);從(cong)耐腐(fu)蝕性和強度(du)(du)兩方面來看最佳成分是022Cr17Ni7N(301LN)。
為了改善(shan)耐晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)開裂,將碳量調整(zheng)為0.03%以下,并通過氮的(de)添加以及適當成分的(de)比例調整(zheng)開發出(chu)了能(neng)同時滿足強度(du)需求的(de)022Cr17Ni7(301LN)鋼,被軌道車輛廣泛采(cai)用。
車輛底座部(bu)位由于大(da)量地進行電(dian)焊(han)(han),而022Cr17Ni7(301LN)這(zhe)樣(yang)的硬材會因焊(han)(han)接而導(dao)致強度(du)的下降,所以不(bu)(bu)被采用。基于輕量化的考慮,開發出了(le)雙相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼Cr19Ni5Cu2N,確保焊(han)(han)接部(bu)分也不(bu)(bu)會軟化。
不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)在軌(gui)道交通中的(de)(de)(de)(de)應用前景廣闊(kuo),不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)需求量(liang)將不(bu)(bu)斷(duan)增加。不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)在軌(gui)道交通中除用作車(che)(che)站裝(zhuang)飾(shi)外,主(zhu)要用于制造軌(gui)道車(che)(che)輛(liang)。目前,半不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)車(che)(che)體,用不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)制造車(che)(che)體的(de)(de)(de)(de)易腐(fu)蝕部件(jian),如翻(fan)板、腳蹬(deng)、枕外平(ping)地板、空調平(ping)臺平(ping)頂板、洗臉室臺面、水箱(xiang)(xiang)、污物箱(xiang)(xiang)、逆變器箱(xiang)(xiang)、充電(dian)器箱(xiang)(xiang)、直流電(dian)源箱(xiang)(xiang)等(deng)。全不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)客車(che)(che)車(che)(che)輛(liang)的(de)(de)(de)(de)車(che)(che)體除牽枕等(deng)少量(liang)結構件(jian)用低合金鋼(gang)外,其余可全部用不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)制造,鋼(gang)種為12CrNi7(301)和06Cr19Ni10(304)等(deng)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang),每(mei)輛(liang)車(che)(che)的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)板材用量(liang)為9~10噸。
不銹鋼(gang)(gang)車(che)體用022Cr17Ni7(301L)和(he)06Cr19Ni10(304)不銹鋼(gang)(gang)冷軋板(ban)(其(qi)中301L不銹鋼(gang)(gang)用量(liang)占(zhan)70%),材料和(he)等級分(fen)別(bie)是301L-LT、301L-DLT、301L-ST、301L-MT、301L-HT 和(he)06Cr19Ni10(304),要求022Cr17Ni7(301L)的碳含(han)量(liang)<0.03%。
表6-8是(shi)機車車輛(liang)用不銹鋼牌(pai)號和性能要求。


