浅谈高速客车转向架构架火焰矫正后组织性能

浅谈高速客车转向架构架火焰矫正后组织性能

韩合理

中车唐山机车车辆有限公司河北唐山063000

摘要：随着我国高铁事业的快速发展，高铁技术也在逐渐走向成熟。高铁技术中最重要的就是转向架技术，转向架构架火焰矫正后能提高其安全性能。因此，许多先进国家都采用机械矫正的方式，保证转向架构架的综合性能不会受到影响。但是由于机械矫正存在一些缺点比如费时费力、低效率等，火焰矫正就具有灵活性较高的优点。

关键词：转向架火焰矫正安全性能机械矫正

高速列车是指运行速度在200km/h-250km/h之间的铁路线路。我国的铁路干线在不断的进行多次的提速，现在已经达到了国际上对于高速列车的时速要求。我国的科技在快速的发展，高速列车凭借其快速、舒适、高效、方便的优点，已经成为了大众出行的首选交通工具。纵观全世界的发展趋势来看，铁路发展的趋势已经在朝着高速铁路靠近。我国大力发展高速铁路是根据我国的具体国情做出的重要决策，这对于不断推动我国交通运输的发展有着至关重要的作用，铁路运输可以通过高速列车增加客运和货运量，与此同时，也能发展我国的科技兴国战略，要将交通运输业不断的贯彻落实，可以走可持续发展的道路。

我国的高速列车能够完全实现高速的最重要的零件就是转向架，高速列车行车的安全性与转向架性能的好坏密切相关，其制造的方式必须完美的符合高速列车的运行要求。转向架构架比较复杂，其负载的能力大小与列车运行的速度紧密相关，提升运行的速度能大幅度的增强负荷。因此，构架的焊接必须要具备比较高的抗疲劳性能，能够保证列车行驶过程中的安全程度。我国地大物博，气候相差较大，南北方温度湿度有差异，北方冬季气温较低，这就要求转向架构架必须要同时具备耐低温和抗腐蚀的性能。

一、转向架技术的发展概况

转向架技术属于轨道制造业技术的一种。轮轨之间的相互作用要依靠转向架来完成，这直接影响着列车的整体性能。每节高速列车都配备有专门型号的转向架，这一方面要让转向架在整体的模式下能够相互兼容，提升乘客的乘坐质量，另一方面还要最大程度的降低噪音和列车震动的音量，能够合理的分配和转移负载，导向作用良好并且运行曲线比较平稳。要想提升列车的运行性能，就首先要开发转向架。转向架的性能高低时以其稳定性为评判标准，若是列车在行走的过程中出现不稳定的现象，这在钢轨和车轮之间就会产生比较大的冲击力，会严重损伤车轮和钢轨，最终使得车体不稳定，出现晃动现象，甚至会造成铁轨的变化，更甚者还会引起列车的脱轨。稳定性越高，列车的运行速度才会加快，转向架的研发要求也会越高。除了前面提到的稳定性之外，高速客车的转向架技术还包含舒适程度、好的曲线性、以及动力转向架的传动技术。在19世纪80年代，德国和法国成功研制出了承载部件，不仅实现了车体的轻质量，而且还在一定程度上增加了构架的安全性能和强度，日本深入研究了转向架构架的安全性能，其利用了力学对车体和构架评定其疲劳强度，取得了一些被世界公认的成绩。

高速列车最重要的结构就是转向架，一方面它能承接载荷，另一方面能够保证列车运行的平稳程度。转向架的各种结构参数在一定程度上影响着列车运行的平稳程度以及安全性能。随着我国科技的发展，我国的转向架技术的使用逐渐趋向于电子防滑器等新技术。我国转向架技术的发展经历了以下几个阶段：在20世纪50年代，我国自主研发出了21型客车的转向架，但是由于其速度比较低，结构繁琐、已经被市场淘汰；接着在1959年，生产出了22型客车的转向架，这是H型的构架；经过一系列的研发试验，我国研发出了CRH系列。经过我国科研工作者的不断努力，我国的转向架技术取得了飞速的发展。列车运营的速度也在不断增加，转向架各个部分的振动必然会增强。因此转向架要不断减少损耗件的数量，这样接可以提升在运行过程中列车的安全性，还可以在一定程度上降低车辆的维修率，延长了车的寿命。在我国高铁技术发展的过程中，应该不断的汲取国外的先进技术和先进经验，同时要与我国的实际发展国情相结合，研发出性能好、安全系数高、可靠性好的具有特色的转向架。

二、探究转向架构架火焰矫正后的组织性能试验方案阐述

在实际的生产应用过程中，应该根据相关企业的实际生产需要，研究耐候钢的各种组织性能。通过设置几种不同的温度来进行试验，对材料以及事先经过处理的材料利用显微分析及观察，试验各种性能指标，例如拉伸试验、冲击试验、纳米硬度试验、弯曲试验以及显微硬度试验等，对各种试验材料的显微组织以及力学性能的影响规律进行探讨和分析，对火焰矫正的可行适用性以及敏感性进行分析，这能为以后的实际生产提供科学的参考信息。

三、转向架构架火焰矫正后的组织性能分析

火焰矫正工艺在金属材料中的运用，其矫正后的效果受到了诸多因素的影响，其中影响最明显的就是火焰加热的温度。火焰加热温度的不断变化，矫正后的材料变形的能力就会不一样。若是火焰加热的温度比较低，加热时间变长，就会缩短加热区域和非加热区域的温度差，也就是在构架上不会有特别突出的温度梯度，这样就会减弱火焰矫正的最终效果。反过来说，如果它的温度过高，构架会容易烧过头，构架可能会产生一定的缺陷，例如融化等现象。而且由于不同的温度对于不同的材料会烧出不同的效果，在火焰的矫正过程中热的传输量不容易控制，所以变形矫正过程中最重要的就是要确定火焰的热量。

有研究学者验证了不同的试验温度对转向架构架进行了矫正，探究火焰加热的敏感性及可行性等问题。研究发现，在试验温度为650oC时，材料内部的形态和晶粒度均发生了变化，而组织类型无变化。当试验温度为700oC时，材料内部不仅生成了粒状贝氏体组织，还改变了组织形态和晶粒度。当加热的温度进一步提高为800oC时，材料内部首先是奥氏体的变化，最后生成了粒状贝氏体组织。材料的性能由组织类型决定，但是就算是相同的组织，其内部的晶粒度和晶粒状态的不同又会产生不同的力学性能。因此不管试验条件相同还是不同都会使得材料的力学性能产生细微的差别。

材料的力学性能决定了其使用性能，力学性能则由材料组织的分布及其形态决定。研究学者做了相关的试验，重点对于耐候钢经过一些不同的温度的处理并进行冷却之后，观察试验材料的纳米硬度、显微硬度、弯曲性能以及韧性的变化。研究硬度试验发现，随着热应力的增加，材料的硬度也在不断增加；随着粒状贝氏体的生成，硬度也有一定程度的增加。拉伸试验表明，材料的塑性和强度都能满足生产过程中一些使用性能。材料中产生了粒状贝氏体，在拉伸的过程中容易出现断裂现象。

四、总结

综上所述，研究学者对于不同热参数下的材料显微结构、强度硬度、弯曲性能以及力学韧性性能进行了分析。研究得出，材料经过高温处理以后，材料的冲击韧性变坏，不能达到基本的要求。当温度条件稍微降低一点，这就降低了材料的塑性，脆化现象比较严重，也不能满足生产的需求。转向架在实际的应用过程中，评价其安全性能比较重要的指标就是韧性，在实际的生产过程中，应该将火焰矫正的温度控制在低于700oC，若是高于这个温度，将会造成材料的韧性严重变坏。

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