1、本文以20Mn2SiCrMo貝氏體鋼軌鋼為對象，進行了“成分-工藝-組織-性能”的系統(tǒng)研究，基于動態(tài)/靜態(tài)CCT曲線和TTT曲線，結(jié)合模擬計算和實驗檢測，探究了成分、關(guān)鍵工藝參數(shù)與組織性能間的關(guān)系;針對貝氏體鋼軌大生產(chǎn)時軋后空冷過程中出現(xiàn)的類等溫平臺現(xiàn)象，揭示了不同等溫溫度對相變、組織及性能的影響規(guī)律;研究了回火過程中殘余奧氏體形態(tài)、含量及穩(wěn)定性等對強韌性的影響規(guī)律;就深冷處理對貝氏體鋼軌鋼的影響進行了初步探索，并就調(diào)整后的貝氏體鋼軌與

2、珠光體鋼軌的磨損與接觸疲勞性能進行了對比研究，獲得結(jié)果如下:
　　1.元素Mn、Mo、Ni強化鋼淬透性的作用明顯，在現(xiàn)有貝氏體鋼軌成分體系基礎(chǔ)上，當Mn含量大于1.9wt.％左右時，能避免60kg/m重載鋼軌軋后空冷過程中先共析鐵素體的形成。模擬計算和試驗檢測吻合度較高，獲得了一整套“模擬計算預(yù)測—實測—組織表征—關(guān)鍵部位仿真計算—反饋”的科學研究方案。
　　2.在跟蹤貝氏體鋼軌實際生產(chǎn)時發(fā)現(xiàn)，軋后空冷到室溫的過程中，在中溫

3、區(qū)某一溫度附近鋼軌將經(jīng)歷一定時長的類等溫平臺，該平臺溫度對鋼軌的相變行為、顯微組織及綜合性能等有重要影響。隨等溫溫度升高，粒狀貝氏體含量逐步增加，板條貝氏體含量降低，馬奧島尺寸逐漸增大。通過調(diào)整等溫平臺溫度可達到組織細化和性能優(yōu)化的效果。當?shù)葴販囟葹?25℃時，抗拉強度、斷后伸長率及室溫U型沖擊韌性分別為1391MPa、15％、142J，比350℃等溫時的沖擊韌性高出約46％。以本研究結(jié)果為基礎(chǔ)，后續(xù)通過進一步探究等溫平臺參數(shù)（溫度、時

4、間等）與相變行為的內(nèi)在聯(lián)系，從而可根據(jù)該等溫平臺的參數(shù)來感知鋼中相變行為，并對鋼軌的組織和性能進行預(yù)測與調(diào)控。
　　3.回火處理后組織中殘余奧氏體的含量、形態(tài)及穩(wěn)定性對鋼軌性能具有重要影響。隨回火溫度升高，馬奧島分解程度增加，殘余奧氏體數(shù)量減少，鋼軌鋼韌性出現(xiàn)先升高后降低的趨勢。回火處理可提高熱軋態(tài)鋼軌中殘余奧氏體的穩(wěn)定性，經(jīng)280℃回火后，殘余奧氏體的穩(wěn)定性較高，可獲得最佳的強韌性匹配。與鋼軌軋態(tài)、250℃回火狀態(tài)相比，280℃

5、回火處理后貝氏體鋼軌室溫沖擊韌性分別相應(yīng)提高約90％和10％。
　　4.深冷處理可作為貝氏體鋼軌鋼性能優(yōu)化和延長鋼軌服役壽命的一種潛在工藝。鋼軌鋼經(jīng)深冷處理后，除殘余奧氏體穩(wěn)定性得到進一步提高外，其強度、延伸率及硬度等均獲得不同程度提高。
　　5.在滑動磨損和沖擊磨損過程中，鋼軌的相對耐磨性與實驗所采用的載荷大小緊密相關(guān)。較大實驗載荷下，貝氏體鋼軌鋼的耐磨性優(yōu)于珠光體鋼軌鋼;較低實驗載荷下，珠光體鋼軌鋼的耐磨性相對較好。在滾