不銹鋼(gang)客車以其(qi)經(jing)濟耐用、美觀安全等一系列優點,在時(shi)速200km以下的軌道交(jiao)通(tong)中有廣闊(kuo)的應用前(qian)景。不銹鋼(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(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)C、Ni、N等成分以(yi)及(ji)調質輥(gun)壓(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響進(jin)行了研究(jiu),明(ming)確了C、N、Mn、Ni等含(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)對(dui)拉(la)伸(shen)特征(zheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響,并且認為碳(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)在(zai)0.06%以(yi)下(xia)時(shi)(shi)晶間腐蝕(shi)就會(hui)變得緩慢(man),實施冷加工以(yi)后進(jin)行晶間腐蝕(shi)敏化(hua)處(chu)理的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)候(hou)敏感性(xing)會(hui)增(zeng)(zeng)加,所以(yi)有必要將碳(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)進(jin)一步(bu)降低到0.03%以(yi)下(xia)。可有效防止上述的(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶間腐蝕(shi)或者晶界應力(li)腐蝕(shi)斷裂,實現不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)化(hua)。進(jin)一步(bu)明(ming)確了奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)穩(wen)定(ding)度(du)(du)[Ma(30)]與調質輥(gun)壓(ya)后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)延展以(yi)及(ji)屈(qu)服(fu)比的(de)(de)(de)(de)(de)(de)關系。通(tong)(tong)過奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)對(dui)022Cr17Ni7(301L)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)拉(la)伸(shen)特征(zheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分析,搞(gao)清楚了下(xia)列(lie)問題:拉(la)伸(shen)強(qiang)(qiang)度(du)(du)在(zai)很大(da)程度(du)(du)上取決于應變致生(sheng)馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang)(liang)(liang),并隨(sui)著Ni當(dang)量(liang)(liang)(liang)(liang)([Ni]+0.35[[Si]+0.4[Mn]+0.65[Cr]+12.6[C+N])的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加而降低;另外屈(qu)服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)(du)幾(ji)乎(hu)不受(shou)Ni當(dang)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響,但(dan)會(hui)隨(sui)著氮(dan)(dan)含(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)而增(zeng)(zeng)大(da),相反的(de)(de)(de)(de)(de)(de),延展性(xing)受(shou)Ni當(dang)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響比較大(da),等等。12Cr17Ni7(301)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)會(hui)隨(sui)著碳(tan)(tan)以(yi)及(ji)氮(dan)(dan)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)而增(zeng)(zeng)大(da),但(dan)氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用在(zai)奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)相時(shi)(shi)是(shi)碳(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)2倍。還有,拉(la)伸(shen)強(qiang)(qiang)度(du)(du)隨(sui)著奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)穩(wen)定(ding)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)上升(sheng)而下(xia)降,同一奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)度(du)(du)隨(sui)著碳(tan)(tan)以(yi)及(ji)氮(dan)(dan)量(liang)(liang)(liang)(liang)而增(zeng)(zeng)大(da);延展性(xing)隨(sui)著奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)穩(wen)定(ding)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)上升(sheng)而提高(gao)(gao);從耐腐蝕(shi)性(xing)和(he)強(qiang)(qiang)度(du)(du)兩方面來看最(zui)佳成分是(shi)022Cr17Ni7N(301LN)。
為(wei)了改善耐晶間(jian)腐(fu)蝕開(kai)(kai)裂,將碳量調(diao)整為(wei)0.03%以下,并通過(guo)氮的添(tian)加以及適(shi)當成分的比例調(diao)整開(kai)(kai)發出了能同時滿足(zu)強度需求(qiu)的022Cr17Ni7(301LN)鋼,被軌道車輛廣泛采用(yong)。
車輛(liang)底座部(bu)位由(you)于大量地進行電(dian)焊(han),而022Cr17Ni7(301LN)這樣(yang)的(de)硬材會因(yin)焊(han)接而導致強度的(de)下降,所以(yi)不被采用。基于輕量化的(de)考慮,開發出了雙相不銹(xiu)鋼Cr19Ni5Cu2N,確保焊(han)接部(bu)分也不會軟(ruan)化。
不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)在軌道(dao)交通(tong)中的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)前景廣闊,不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)需求(qiu)量(liang)將不(bu)斷增加(jia)。不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)在軌道(dao)交通(tong)中除用(yong)(yong)(yong)作(zuo)車(che)站裝飾外(wai),主要用(yong)(yong)(yong)于制造(zao)軌道(dao)車(che)輛。目前,半(ban)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)車(che)體(ti),用(yong)(yong)(yong)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)制造(zao)車(che)體(ti)的(de)(de)(de)易腐(fu)蝕部(bu)件,如翻(fan)板(ban)(ban)、腳蹬、枕(zhen)外(wai)平(ping)地板(ban)(ban)、空調平(ping)臺平(ping)頂板(ban)(ban)、洗臉(lian)室臺面、水箱(xiang)、污(wu)物箱(xiang)、逆變器箱(xiang)、充電(dian)器箱(xiang)、直(zhi)流電(dian)源箱(xiang)等(deng)。全(quan)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)客車(che)車(che)輛的(de)(de)(de)車(che)體(ti)除牽(qian)枕(zhen)等(deng)少量(liang)結構件用(yong)(yong)(yong)低合金鋼(gang)(gang)(gang)(gang)外(wai),其(qi)余可全(quan)部(bu)用(yong)(yong)(yong)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)制造(zao),鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種為(wei)12CrNi7(301)和06Cr19Ni10(304)等(deng)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang),每輛車(che)的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)板(ban)(ban)材(cai)用(yong)(yong)(yong)量(liang)為(wei)9~10噸(dun)。
不銹鋼(gang)車體用(yong)022Cr17Ni7(301L)和06Cr19Ni10(304)不銹鋼(gang)冷軋板(ban)(其中301L不銹鋼(gang)用(yong)量占70%),材料和等級分(fen)別(bie)是(shi)301L-LT、301L-DLT、301L-ST、301L-MT、301L-HT 和06Cr19Ni10(304),要求022Cr17Ni7(301L)的(de)碳含(han)量<0.03%。
表(biao)6-8是機車(che)車(che)輛用不銹鋼(gang)牌號和性能要求。