一、重轨钢成分与性能相关关系研究（论文文献综述）
焦海东[1]（2021）在《含Cr重轨钢的珠光体组织对抗大气腐蚀的影响》文中进行了进一步梳理
杨建[2]（2021）在《基于冶炼成分调控和超音速风冷强化换热的U75V重轨钢强化研究》文中研究指明作为我国铁路运输的主型重轨钢,高速、重载运输方式的不断发展对U75V重轨钢的组织性能提出了更高要求。目前,标准规定的U75V重轨钢的成分范围相对较宽,而缩小该成分范围可进一步降低其临界冷却速度,提高钢的淬透性和过冷奥氏体的稳定性。同时,轧后风冷是U75V重轨钢广泛采用的热处理方式,但其冷却速度偏低（仅为2～3℃/s）,对风冷过程进行强化换热可进一步实现珠光体片层间距的细化。因此,本文以U75V重轨钢强化的实际需求为背景,通过理论分析、数值仿真和实验测试相结合的方式,初步探索基于冶炼成分调控和超音速风冷强化换热的U75V重轨钢强化方案,旨在实现其性能的进一步提高。取得的主要研究成果如下:通过研究U75V重轨钢中典型夹杂物的形成与演变规律以及RH真空脱[H]和[N]的工艺条件,建立了Mn S和Al2O3两种典型夹杂物变性处理的精确控制模型以及脱气速率和吹氩量的预测公式。通过研究钢中各平衡析出相的热力学规律,得出了C、Si、Mn和V冶炼成分含量的变化会对U75V重轨钢强化产生重要影响。并从理论上分析了各冶炼成分含量的变化对U75V重轨钢临界冷却速度的影响规律,在此基础上,以获得最小临界冷却速度为目标,初步确定了U75V重轨钢最佳的窄成分调控范围为C0.77～0.79wt%、Si0.50～0.53wt%、Mn1.00～1.05wt%、V0.04～0.06wt%。同时,建立了基于冶炼成分含量的U75V重轨钢临界冷却速度动态预报模型,以实现U75V重轨钢超音速风冷强化效果的最大化。为对超音速风冷强化换热问题进行有效求解,推导了一般曲线坐标系下二维轴对称流体流动与换热控制方程,并基于稳态不可压缩压力基SIMPLEM算法,将密度基求解算法中的AUSM+通量插值格式引入到传统的Rhie-Chow动量插值格式中,通过构造一种光滑的马赫数加权函数来实现两类插值格式的有机结合,进而建立了马赫数加权SIMPLEM算法,该算法可有效求解超音速风冷强化换热这类亚音速占优的复杂全速流动问题。为解决超音速风冷强化换热中的流体域和固体域的整体求解问题,将湍流效应对近壁面流动和换热的影响引入到近壁面点的等效广义扩散系数中,进而将近壁面湍流流动等效为层流化处理,同时根据热流密度连续原则提出了流固共轭换热的整体求解方法,并在此基础上建立了超音速风冷强化换热数值分析模型。系统研究了流场分布特性、温度场和对流换热系数的瞬时分布特性,以及喷风压力、喷风温度和湍流强度对强化换热特性的影响规律。为分析高温氧化行为对超音速风冷强化换热的影响,基于Wagner金属高温氧化理论,在考虑界面温度和氧分压非均布性的情况下,推导了多层高温氧化的离子扩散和膜生长公式,并结合等温区间分割法建立了多层非等温高温氧化动力学模型。同时,为有效解决引入氧化和辐射所导致的整场求解困难问题,本文提出了一种对包含高温氧化、表面辐射和湍流流动的复杂瞬态共轭换热的界面统一处理方法,并建立了考虑非等温高温氧化和表面辐射的超音速风冷强化换热分析模型,分析了超音速风冷过程中的非等温高温氧化行为及其对强化换热特性的影响规律。利用二元高阶多项式构建了引入高温氧化修正系数的超音速风冷强化换热特征数关联式,并基于该关联式详细阐述了不同普朗特数下的换热特征。同时,通过热模拟试验和理论计算,分析了冷却速度对U75V重轨钢组织性能的影响规律,得到了不同冷却速度下U75V重轨钢珠光体显微组织及片层间距的变化规律,并建立了U75V重轨钢珠光体片层间距与过冷度之间的数学模型。与传统风冷工艺相比,采用超音速风冷对U75V重轨钢进行热处理可将相变过冷度增加约1.25倍,可将珠光体片层间距细化约1.71倍,进而有效实现U75V重轨钢的强化,具有较好的技术优势。相关研究成果可为U75V重轨钢的进一步强化提供一定理论支撑。
李智明[3]（2020）在《75kg/m重轨疲劳断口形貌分析及寿命预测》文中进行了进一步梳理铁路高速重载化使得对重轨的疲劳性能要求提高,并且根据铁路安全运行的要求,在重轨服役时需要对其疲劳寿命进行预测。本文运用对比分析实验结果的方法,研究了重轨的疲劳性能及其疲劳寿命,而疲劳断口与对应疲劳寿命成为本文研究的关键问题。本文对BGRE和U76Cr重轨进行疲劳试验,对比研究了BGRE和U76Cr重轨在不同应力,不同热处理方式条件下的疲劳性能。试验采用高频疲劳试验机在相同的应力比条件下进行,测得335 MPa400 MPa间不同应力水平下重轨的疲劳寿命,得到BGRE重轨S-N曲线,结果表明:随着应力（335 MPa400 MPa）的增加,BGRE重轨轧态和热处理态疲劳寿命均逐级降低;而在同一应力水平下对比得出BGRE热处理态疲劳性能均优于轧态,并且根据微观断口疲劳条带计算应力幅,计算误差大约为8.05%,可作为疲劳寿命预测参考。为了研究U76Cr重轨经过热处理后对疲劳性能变化的影响,用不同热处理态的U76Cr重轨进行疲劳试验。结果表明:轧态、热处理态、8℃/S冷速淬火态对应的疲劳性能差异很大,U76Cr 8℃/S冷速淬火热处理后疲劳寿命较热处理态`提高1.8倍,较轧态提高4.5倍,热处理后疲劳性能明显提高。断口表现为:宏观上疲劳源区、疲劳扩展区、疲劳瞬断区面积占比区别明显,而微观上疲劳扩展区有较大差异,疲劳裂纹、二次裂纹、疲劳辉纹、解理面区别均明显。通过对比分析BGRE和U76Cr钢轨疲劳性能差异,研究C、Nb、Cr的含量差异与疲劳性能的关系,结果表明:轧态U76Cr和BGRE重轨疲劳寿命分别为29612次和56496次,U76Cr和BGRE在热处理后疲劳寿命分别为75160次和73209次。表现在微观断口上:两种轧态重轨虽都有疲劳裂纹产生,但很稀疏,排列方式大致相互平行。而热处理态断口表面均存在河流花样,没有疲劳裂纹产生,二次裂纹不明显。通过上述实验研究,明确了BGRE钢轨和U76Cr钢轨的疲劳性能,可以通过断口分析断裂原因,通过对试验件断口形貌的分析为预测钢轨疲劳寿命提供参考,对实际工程中的疲劳研究很意义。
张涛,成国光,侯雨阳,王云鹏[4]（2019）在《GCr15SiMn轴承钢中碳元素偏析与疏松的相关性》文中研究说明针对GCr15SiMn钢锭在凝固过程中容易出现宏观偏析与疏松等凝固缺陷的问题,为了制定更合理的模铸浇注工艺,通过真空感应炉冶炼1kg的GCr15SiMn钢锭,从模铸工艺和钢锭宏观组织的角度研究了实验室与工业生产的相似性,采用OPA、SEM等检验方法研究了碳偏析与疏松的相关性。研究表明,碳元素的偏析最为严重,碳元素偏析与疏松相关。得出了碳偏析与疏松的相关性公式SC=0.92P-0.89,该公式所体现出的基本规律适用于工业生产的铸锭。根据SEM和OPA的统计结果,建立了疏松的当量直径与其定量表征值（表观致密度P）的对应关系。结果表明,随着疏松的当量直径增大,碳的偏析度逐渐增大。利用Scheil微观偏析模型从原理上进行了分析与讨论,得出碳的偏析度和钢液收缩量呈正相关关系。
陈亮[5]（2019）在《重轨钢连铸坯凝固组织和成分均匀化研究与应用》文中研究表明重轨钢是高铁发展的重要支柱,其质量水平关乎到我国高铁的健康快速发展。提高重轨钢连铸坯的凝固组织和成分均匀性可有效稳定钢轨的各项力学性能。针对国内某钢厂重轨钢连铸坯凝固组织和成分均匀性控制较差的问题,本文采用实验室实验、数值模拟和现场工业试验相结合的方法,系统开展了重轨钢U75V连铸坯凝固组织检测、凝固组织数值模拟、溶质微观偏析数值模拟、MnS夹杂物析出行为,以及重轨钢S控制试验、结晶器冷却工艺试验、电磁搅拌工艺和二冷工艺优化试验的研究,揭示了重轨钢连铸坯凝固组织和MnS夹杂析出规律,明确了重轨钢A类夹杂物控制的核心技术。采用连铸坯凝固枝晶组织腐蚀技术检测了重轨钢U75V连铸坯凝固组织的形貌,建立了重轨钢凝固组织数学模型,分析了不同过热度、拉速、二冷比水量条件下凝固组织的变化规律,获得了不同条件下铸坯的温度场、二次枝晶臂间距以及CET转变点。建立了重轨钢中MnS夹杂物析出模型,并获得了不同S含量、凝固组织以及冷却速度对重轨钢凝固过程MnS夹杂物析出尺寸的影响规律。发现当S含量低于0.003wt%时,重轨钢U75V连铸坯表面以下40mm内不会有MnS夹杂物的析出;当S含量从0.003wt%增加到0.01Owt%时,重轨钢U75V凝固过程S含量析出率从8.6%增加到51.9%;当S含量增加到0.020wt%时,重轨钢U75V凝固S元素析出率增加到70.1%。重轨钢S含量控制在<0.008wt%时,MnS夹杂物评级＜2.0级。凝固组织越细小,二次枝晶臂间距越小,重轨钢U75V凝固过程MnS夹杂物越少。提出了重轨钢采用电石造渣工艺,工业试验表明,采用该工艺后重轨钢成品S≤0.008wt%比例为92.54%,较工艺优化前的84.25%提高了 8.29%。小平台至RH真空处理结束重轨钢平均脱硫率为39.78%,较工艺优化前的20.62%提高19.17%。LF精炼结束钢包渣氧化性控制较好,炉渣氧化性（FeO+MnO）平均控制为1.19%,炉渣碱度平均为2.94。开展了重轨钢连铸工艺优化试验,分析了不同结晶器冷却强度、结晶器电磁搅拌强度以及二冷强度对凝固组织均匀性和MnS夹杂物析出的影响。得到:重轨钢连铸结晶器电磁搅拌采用350A有利于扩大铸坯等轴晶区,连铸结晶器强冷和连铸二冷强冷有利于降低连铸坯偏析,促进连铸坯中小尺寸（<4μm）MnS夹杂物析出,抑制大尺寸（>10μm）MnS夹杂物析出,降低钢轨A类夹杂物评级。
张学伟,张立峰,杨文,王祎,董元篪,李扬洲[6]（2017）在《凝固过程重轨钢中MnS粒子形核与长大动力学分析》文中研究指明利用经典形核理论和扩散控制长大模型计算分析了重轨钢中MnS粒子析出的动力学行为,计算结果表明,MnS粒子在重轨钢凝固过程以均匀形核和晶界形核为主,主要在凝固末期析出。在设定的重轨钢成分下,计算出MnS的有效形核温度为1 634K,即Mn、S实际浓度积等于平衡浓度积。降低S的质量分数小于5.0×10-5能够推迟MnS接近固相线析出,而对MnS的长大半径影响较小;提高冷却速率从0.14K/s到1.45K/s,连铸坯内柱状晶区中MnS的长大半径比中心等轴晶区的大1个数量级,但对MnS的析出时机无影响。S元素是MnS在凝固过程中粗化长大的控制性环节,在凝固过程冷却速率对MnS粒子长大半径起着决定性的作用。
张学伟,张立峰,杨文,董元篪,李扬洲[7]（2016）在《重轨钢中MnS析出热力学和动力学分析》文中研究表明采用无水有机溶液电解法分离提取重轨钢中的Mn S夹杂物,采用扫描电镜观察铸坯内和钢轨中Mn S夹杂物的三维形貌,并结合能谱仪分析其成分。铸坯被轧制成钢轨后,相应的Mn S夹杂物都沿着轧制方向被轧制成长条状。基于热力学和动力学模型,分析重轨钢中Mn S夹杂物析出行为以及在钢液凝固过程中锰元素和硫元素偏析的程度。热力学分析表明,Mn S夹杂物在凝固末期凝固分数为0.94时开始析出,其析出量由初始w（[Mn]）和初始w（[S]）决定,且在凝固过程受到冷却速率的影响,对比发现,热力学的计算析出结果与Thermo-Calc和Fact Sage6.4的计算结果有较好的一致性;动力学分析表明,在钢液凝固过程增加冷却速率,凝固析出的Mn S颗粒尺寸将减小。通过调整钢中w（[Mn]）和w（[S]）以及改变冷却速率,可以控制Mn S的析出时机和形态,减小其对钢性能的有害影响。
谢志强[8]（2014）在《U71Mn重轨BD1轧制过程中的三维有限元仿真分析》文中认为随着国内外高速铁路技术飞速发展，生产“高速、重载、长定尺、高精度”的高铁重轨成为必然。重轨的生产是一个比较复杂的高温、动态和瞬时过程，轧制工艺参数对重轨组织、性能和尺寸精度有重大影响。本文针对某大型钢轨厂BD1可逆轧机，通过ANSYS/LS-DYNA非线性有限元软件对60Kg/mU71Mn重轨从铸坯出炉-高压水除鳞-BD1开坯直至BD2入口整个过程进行数值模拟，采用立辊代替道次翻钢的轧辊建模方式，平移轧辊实现下一道次轧制，保证了数据的精确传递，为优化重轨孔型及其力能参数计算提供理论依据。通过改变加热温度和道次轧辊压下量的不同工艺参数模拟获得重轨钢同一截面特征点从出炉到BD2入口的温降曲线、道次轧制压力及孔型填充情况。结果表明：温度和轧制压力计算结果与实测值吻合良好；各道次孔型填充情况较好；各道次轧件侧面均出现了一定程度的双鼓形，轧制变形不能完全深入到心部，表面层的金属流动比中心层变的要快，铸坯横断面的金属质点不再在同一平面；适当降低加热温度对轧件尺寸影响不大；适当加大道次压下量，可减小BD1出口断面尺寸，利于减小轧件在BD2异型孔轧制时的不均匀变形，进而提高重轨质量。不同工艺参数模拟得到的轧件在变形区及出口断面的等效应力、等效应变结果表明：轧件表层与心部的等效应力、应变分布存在差异，圆角附近等效应力变化最大；第五道次出口截面侧面对应轨头处应力最大，且断面应变比较均匀，可提高轨头屈服应力，利于提高重轨寿命；降低加热温度和增加道次压下量，则等效应力、应变相应增大。
张进[9]（2011）在《60kg/m重轨在线热处理工艺的实验研究》文中提出利用轧制余热进行在线热处理是近些年来新发展起来的一项重轨热处理新技术。目前世界很多国家都采用重新加热的方法进行重轨淬火热处理。重轨采用在线热处理与重新加热淬火相比,具有热处理速度快、生产能力高、节约能源、减少生产工序和生产操作人员、设备重量小、备品备件少、成本低、便于管理等优点。本文以包钢轨梁厂重轨在线热处理工艺开发为研究背景,以U75V的60kg/m重轨为研究对象,以理论分析和实验研究为主线,对重轨热处理过程中冷却速度和组织变化规律及在线热处理工艺参数等进行了研究。本文的主要研究内容和成果如下：（1）采用实验室热模拟实验机MMS-300,对U75V重轨进行了热模拟实验,并利用热膨胀法得到了实验钢的静态连续冷却转变曲线（CCT）。同时,结合热模拟得到的膨胀曲线及金相组织,研究了U75V重轨的连续冷却转变规律。（2）当实验钢以2～5℃/s冷却时,得到以珠光体为主的组织,珠光体片层间距相对较小,硬度值相应较高,该冷却速度是重轨冷却过程中最佳的冷却速度。当冷却速度增大到10℃/s以上时,得到马氏体组织。（3）采用ANSYS热力学有限元分析了重轨冷却过程的温度场,并对冷却过程重轨轨头表面温度进行了连续测量。分析了重轨断面温度的分布,重轨断面温差以及换热系数对断面温差的影响。（4）采用喷风冷却试验,研究了喷风冷却对提高重轨质量的意义,为制定重轨在线热处理最佳工艺提供有力的参考依据。（5）通过热处理工艺实验可知,在其他热处理工艺参数不变的条件下,喷风冷却的时间对热处理重轨的性能影响不大；热处理重轨的最佳加热温度为920℃；热处理重轨的最佳保温时间为10min。
周剑华[10]（2009）在《高速铁路重轨尺寸精度、平直度及残余应力控制的研究》文中研究说明本文结合“十五”国家重点科技攻关计划项目“高速重载钢材新技术”项目,为提高重轨尺寸精度、平直度以及降低残余应力,对影响重轨质量的生产工艺进行了研究,具体内容包括：（1）在目前广泛使用的半万能成品孔型轧制工艺的基础上,提出了全万能孔型系统生产60kg/m重轨的方法。根据攀钢轨梁厂重轨万能生产线轧机布置情况,坯料和成品的断面形状、尺寸以及产品质量的要求,确定生产60kg/m重轨所需的孔型数量,轧制道次,各道次变形量以及各孔型形状和尺寸。（2）对比分析了采用全万能和半万能成品孔型轧制60kg/m重轨时万能轧机的压下系数和轧制效率。采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,模拟了两种万能成品孔轧制60kg/m重轨道次,通过对比分析了X方向位移、应力和应变等结果,说明采用全万能孔型系统生产60kg/m重轨的可行性,并且最后道次采用全万能成品孔型更有利于提高重轨轨头踏面尺寸精度,控制轨高。（3）采用ANSYS热力学有限元分析了重轨在步进式冷床上冷却过程的温度场,并对冷却过程重轨轨底温度进行了连续测量。分析了重轨断面温度的分布,重轨断面温差以及换热系数对断面温差的影响。通过热-结构耦合法模拟了热轧重轨在空冷过程中的弯曲变形规律,研究了冷却后重轨纵向残余应力的大小和分布。通过分析100m长定尺重轨在冷床上的预弯效果,得到预弯曲线模型,以保证冷却后重轨达到平直。（4）采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对八辊辊式水平矫直机矫直60kg/m重轨的矫直过程进行了模拟。分析矫直过程重轨断面不同部位的应力、应变变化,矫后重轨平直度以及纵向残余应力的分布。研究矫直辊压下工艺参数对残余应力的影响,矫前弯曲度对重轨平直度以及残余应力的影响。（5）通过测量现场60kg/m重轨矫直前后断面尺寸,以及计算八辊水平矫直机模拟矫直60kg/m重轨前后断面尺寸的变化,分析了矫直工艺和重轨矫前弯曲度在对重轨断面尺寸变化的影响规律。
二、重轨钢成分与性能相关关系研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、重轨钢成分与性能相关关系研究（论文提纲范文）
（2）基于冶炼成分调控和超音速风冷强化换热的U75V重轨钢强化研究（论文提纲范文）
| 创新点摘要 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1.绪论 |
| 1.1 U75V重轨钢的冶炼成分调控研究现状 |
| 1.1.1 冶炼工艺及技术的发展现状 |
| 1.1.2 U75V重轨钢的成分调控研究现状 |
| 1.2 重轨钢风冷强化的研究现状 |
| 1.2.1 重轨风冷工艺的发展及应用 |
| 1.2.2 重轨风冷强化性能的研究现状 |
| 1.2.3 U75V重轨钢性能的协同强化方案 |
| 1.3 超音速风冷流体流动求解算法的研究现状 |
| 1.3.1 压力基求解算法的研究现状 |
| 1.3.2 密度基求解算法的研究现状 |
| 1.3.3 现有求解算法的局限性 |
| 1.4 强化换热问题的研究现状 |
| 1.4.1 脉动冲击射流强化换热的研究现状 |
| 1.4.2 旋转冲击射流强化换热的研究现状 |
| 1.4.3 超音速冲击射流强化换热的研究现状 |
| 1.4.4 强化换热界面问题的研究现状 |
| 1.5 选题背景及研究内容 |
| 1.5.1 选题背景 |
| 1.5.2 本文主要研究思路 |
| 参考文献 |
| 2.U75V重轨钢的成分调控及其对珠光体相变的影响研究 |
| 2.1 U75V重轨钢的冶炼工艺过程及成分要求 |
| 2.1.1 U75V重轨钢的冶炼工艺过程 |
| 2.1.2 U75V重轨钢的冶炼成分含量要求 |
| 2.2 U75V重轨钢中典型夹杂物的形成与调控 |
| 2.2.1 典型夹杂物的形成与演变分析 |
| 2.2.2 典型夹杂物的变性处理控制模型 |
| 2.3 U75V重轨钢中RH真空脱[H]和[N]的工艺条件 |
| 2.3.1 RH真空处理的脱[H]和[N]速率计算 |
| 2.3.2 RH真空脱气的吹氩量计算 |
| 2.4 U75V重轨钢平衡相的热力学计算与分析 |
| 2.4.1 U75V重轨钢平衡析出相的热力学规律 |
| 2.4.2 冶炼成分含量对U75V重轨钢平衡相析出行为的影响 |
| 2.5 冶炼成分调控对U75V重轨钢珠光体相变的影响分析 |
| 2.5.1 冶炼成分含量对U75V重轨钢珠光体相变临界冷却速度的影响分析 |
| 2.5.2 基于冶炼成分含量的U75V重轨钢临界冷却速度动态预报模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 3.超音速风冷强化换热的数值方法及换热特性研究 |
| 3.1 流体流动与共轭换热的控制方程组 |
| 3.1.1 质量、动量和能量守恒方程 |
| 3.1.2 湍流控制方程及壁面函数 |
| 3.1.3 近壁面湍流的等效层流化处理 |
| 3.2 边界条件的数值处理 |
| 3.2.1 入口边界条件 |
| 3.2.2 出口及轴对称边界条件 |
| 3.2.3 壁面边界条件 |
| 3.3 控制方程的坐标变换 |
| 3.3.1 物理平面与计算平面的微分关系 |
| 3.3.2 基本控制方程的坐标变换 |
| 3.3.3 湍流方程的坐标变换 |
| 3.4 控制方程的离散及马赫数加权SIMPLEM算法 |
| 3.4.1 控制方程的数值离散 |
| 3.4.2 马赫数加权SIMPLEM算法 |
| 3.4.3 马赫数加权SIMPLEM算法的验证 |
| 3.5 超音速风冷实验测试 |
| 3.6 超音速风冷强化换热数值模型 |
| 3.6.1 超音速风冷强化换热的模型参数 |
| 3.6.2 流固共轭换热的统一处理 |
| 3.6.3 数值和实验结果对比分析 |
| 3.7 超音速风冷流动与换热特性分析 |
| 3.7.1 超音速风冷流场分布特性 |
| 3.7.2 超音速风冷瞬时温度场分布特性 |
| 3.7.3 共轭界面对流换热系数分布及瞬时特性 |
| 3.8 喷风参数对强化换热特性的影响分析 |
| 3.8.1 喷风压力对强化换热特性的影响规律 |
| 3.8.2 喷风温度对强化换热特性的影响规律 |
| 3.8.3 湍流强度对强化换热特性的影响规律 |
| 3.9 本章小结 |
| 参考文献 |
| 4.考虑高温氧化等因素的超音速风冷强化换热研究 |
| 4.1 非等温高温氧化动力学模型的建立 |
| 4.1.1 超音速风冷过程的高温氧化动力学 |
| 4.1.2 非等温高温氧化动力学模型 |
| 4.2 考虑氧化和辐射的瞬态共轭换热统一处理方法 |
| 4.3 超音速风冷过程高温氧化的实验测试 |
| 4.4 超音速风冷过程的高温氧化特性分析 |
| 4.4.1 氧化动力学模型的验证 |
| 4.4.2 非等温高温氧化特性分析 |
| 4.5 高温氧化对超音速风冷强化换热的影响分析 |
| 4.5.1 考虑高温氧化的强化换热模型验证 |
| 4.5.2 高温氧化对强化换热的影响规律 |
| 4.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 5.超音速风冷强化换热特征及U75V重轨钢强化研究 |
| 5.1 基于特征数关联式的换热特征分析 |
| 5.1.1 特征数的瞬时分布特性 |
| 5.1.2 换热特征数关联式的建立 |
| 5.1.3 超音速风冷强化换热的特征分析 |
| 5.2 冷却速度对U75V重轨钢珠光体组织的影响分析 |
| 5.2.1 不同冷却速度下U75V重轨钢的显微组织分析 |
| 5.2.2 不同冷却速度下U75V重轨钢珠光体片层间距分析 |
| 5.2.3 U75V重轨钢珠光体片层间距与过冷度之间的关系 |
| 5.3 U75V重轨钢超音速风冷与传统风冷工艺的强化效果对比 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 6.结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（3）75kg/m重轨疲劳断口形貌分析及寿命预测（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1.1 疲劳理论 |
| 1.2 中国铁路发展现状 |
| 1.3 钢轨的损伤分类 |
| 1.4 金属的疲劳断裂 |
| 1.5 疲劳寿命预测 |
| 1.6 研究内容 |
| 2 试验材料及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 疲劳试验 |
| 2.2.2 热处理实验 |
| 2.3 疲劳试样组织及断口 |
| 3 BGRE重轨钢疲劳性能研究 |
| 3.1 BGRE重轨钢疲劳性能及其S-N曲线 |
| 3.1.1 BGRE重轨钢疲劳性能 |
| 3.1.2 BGRE重轨钢轨S-N曲线 |
| 3.2 热处理态BGRE重轨钢宏观断口分析 |
| 3.3 热处理态BGRE重轨钢微观断口分析 |
| 3.3.1 扩展区微观断口分析 |
| 3.3.2 瞬断区微观断口分析 |
| 3.3.3 根据断口形貌分析加载应力幅 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 U76Cr重轨钢疲劳性能研究 |
| 4.1 U76Cr热处理钢轨疲劳性能研究 |
| 4.1.1 金相组织 |
| 4.1.2 疲劳实验 |
| 4.2 U76Cr重轨钢疲劳断口形貌分析 |
| 4.2.1 U76Cr重轨钢疲劳断口宏观特征 |
| 4.2.2 U76Cr重轨钢扩展区微观特征 |
| 4.2.3 U76Cr重轨钢瞬断区特征 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 BGRE、U76Cr重轨钢疲劳性能对比研究 |
| 5.1 BGRE、U76Cr重轨钢成分对比分析 |
| 5.2 疲劳试验 |
| 5.3 疲劳断口分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）GCr15SiMn轴承钢中碳元素偏析与疏松的相关性（论文提纲范文）
| 1 研究方法 |
| 2 试验结果 |
| 2.1 铸锭的宏观组织及其特征 |
| 2.2 偏析度与表观致密度的特征以及定量描述 |
| 2.2.1 偏析度与表观致密度的特征 |
| 2.2.2 碳的偏析度与表观致密度相关性的定量描述 |
| 2.3 疏松的形貌和尺寸分布以及与表观致密度的对应关系 |
| 2.3.1 疏松的形貌和尺寸分布 |
| 2.3.2 疏松与表观致密度的对应关系 |
| 2.4 疏松的尺寸与碳偏析度的相关性 |
| 3 分析与讨论 |
| 4 结论 |
（5）重轨钢连铸坯凝固组织和成分均匀化研究与应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 我国重轨钢发展情况 |
| 2.2 国内外重轨钢连铸装备与工艺现状 |
| 2.2.1 重轨钢连铸机装备特点 |
| 2.2.2 全程保护浇铸 |
| 2.2.3 低过热度 |
| 2.2.4 低拉速 |
| 2.2.5 弱二冷制度 |
| 2.2.6 电磁搅拌 |
| 2.2.7 动态轻压下 |
| 2.3 钢中MnS夹杂物研究现状 |
| 2.3.1 MnS夹杂分类 |
| 2.3.2 化学成分对MnS夹杂物的影响 |
| 2.3.3 连铸工艺对MnS夹杂物的影响 |
| 2.3.4 轧制工艺对MnS夹杂物的影响 |
| 2.3.5 热处理工艺对MnS夹杂物的影响 |
| 2.4 溶质元素微观偏析行为研究现状 |
| 2.5 连铸坯凝固枝晶生长行为研究 |
| 2.6 攀钢重轨钢现状及存在的问题 |
| 2.6.1 攀钢重轨钢生产工艺 |
| 2.6.2 攀钢重轨钢质量现状 |
| 2.6.3 攀钢重轨钢存在问题 |
| 2.7 课题研究内容及研究方法 |
| 3 重轨钢连铸坯凝固组织检测 |
| 3.1 连铸坯宏观低倍检验 |
| 3.2 枝晶腐蚀 |
| 3.2.1 腐蚀时间 |
| 3.2.2 枝晶特征参数测定 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 重轨钢连铸坯凝固组织数值模拟 |
| 4.1 重轨钢连铸工艺条件 |
| 4.2 凝固组织数学模型 |
| 4.2.1 宏观凝固传热数学模型 |
| 4.2.2 晶粒生长数学模型 |
| 4.2.3 模型验证 |
| 4.2.4 初始条件 |
| 4.2.5 模拟结果及讨论 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 重轨钢连铸溶质偏析数值模拟 |
| 5.1 连铸坯固液两相区微观偏析模型 |
| 5.1.1 溶质扩散模型 |
| 5.1.2 夹杂物析出模型 |
| 5.2 连铸坯内两相区微观偏析模型 |
| 5.2.1 模型计算流程 |
| 5.2.2 模型验证 |
| 5.3 重轨钢连铸MnS夹杂物析出行为 |
| 5.3.1 重轨钢凝固规律 |
| 5.3.2 钢中S含量对MnS析出的影响 |
| 5.3.3 凝固组织对MnS析出的影响 |
| 5.3.4 冷却速率对MnS析出的影响 |
| 5.4 重轨钢连铸坯MnS夹杂物控制措施 |
| 5.4.1 重轨钢连铸坯MnS夹杂物尺寸控制条件 |
| 5.4.2 重轨钢中S含量控制条件 |
| 5.4.3 重轨钢连铸坯凝固组织控制条件 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 重轨钢S控制试验研究 |
| 6.1 重轨钢S控制方案分析 |
| 6.2 工业试验方案 |
| 6.3 试验情况 |
| 6.3.1 入转炉S控制情况 |
| 6.3.2 成品S控制情况 |
| 6.3.3 过程S含量变化情况 |
| 6.4 试验结果分析与讨论 |
| 6.4.1 脱硫率分析 |
| 6.4.2 渣样分析 |
| 6.4.3 气体含量 |
| 6.4.4 夹杂物 |
| 6.4.5 A类夹杂成分分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 重轨钢连铸工艺优化研究 |
| 7.1 结晶器强化冷却试验 |
| 7.1.1 试验方案 |
| 7.1.2 试验过程情况 |
| 7.1.3 试验结果与讨论 |
| 7.2 结晶器电磁搅拌试验 |
| 7.2.1 试验方案 |
| 7.2.2 试验过程情况 |
| 7.2.3 试验结果与讨论 |
| 7.3 连铸二冷优化试验 |
| 7.3.1 试验方案 |
| 7.3.2 试验结果与讨论 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论 |
| 9 创新点 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（6）凝固过程重轨钢中MnS粒子形核与长大动力学分析（论文提纲范文）
| 1 凝固过程MnS粒子的形核模型 |
| 1.1 均匀形核 |
| 1.2 晶界形核 |
| 2 MnS粒子析出计算与分析 |
| 2.1 形核方式 |
| 2.2 S含量对MnS粒子形核的影响 |
| 3 MnS粒子长大 |
| 4 结论 |
（7）重轨钢中MnS析出热力学和动力学分析（论文提纲范文）
| 1 试验方法 |
| 2 试验结果与分析 |
| 2.1 Mn S夹杂物三维形貌 |
| 2.2 钢液中Mn S夹杂物形成热力学分析 |
| 2.3 凝固过程Mn S夹杂物析出热力学分析与控制 |
| 2.4 凝固过程Mn S夹杂物长大动力学分析与控制 |
| 3 结论 |
（8）U71Mn重轨BD1轧制过程中的三维有限元仿真分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 国内外的高速铁路发展 |
| 1.2 现代重轨的生产 |
| 1.2.1 高速铁路重轨的生产工艺 |
| 1.2.2 高速铁路重轨的孔型系统 |
| 1.2.3 高速铁路重轨断面及钢种 |
| 1.2.4 重轨尺寸精度要求 |
| 1.2.5 我国高速铁路重轨生产中存在的问题 |
| 1.3 国内外轧制模拟研究进展 |
| 1.4 课题来源及意义 |
| 1.5 研究方法 |
| 1.6 本文研究的创新之处 |
| 第2章 显示有限元分析理论 |
| 2.1 有限元法基本理论 |
| 2.2 显式动力学的弹塑性有限元理论 |
| 2.2.1 弹塑性有限元基本概念 |
| 2.2.2 显式动力学有限元分析方法 |
| 2.3 热力耦合理论 |
| 2.3.1 热力耦合有限元法 |
| 2.3.2 传热学的基本理论 |
| 2.3.3 热力耦合计算流程 |
| 第3章 数学建模及有限元分析 |
| 3.1 ANSYS/LS-DYNA 软件简介 |
| 3.1.1 ANSYS/LS-DYNA 的特点及应用 |
| 3.1.2 LS-DYNA 的热-结构分析 |
| 3.2 重轨轧制模型的建立 |
| 3.2.1 单元选择 |
| 3.2.2 孔型系统与钢坯模型 |
| 3.3 材料模型 |
| 3.4 网格划分 |
| 3.5 三种方案的辊缝、边界条件和加载 |
| 第4章 方案一模拟结果及分析讨论 |
| 4.1 各轧制道次等效应力场分析 |
| 4.2 各轧制道次等效应变场分析 |
| 4.3 轧件横断面的空间演变规律及金属流动分析 |
| 4.4 各道次轧制温度场及特征节点温度场分析 |
| 4.5 轧制力分析 |
| 第5章 工艺参数改变对结果影响 |
| 5.1 方案二的等效应力、应变及特征点温度分析 |
| 5.2 方案三的等效应力、应变及特征点温度分析 |
| 5.3 三种方案圆角处等效应力、应变以及轧制力的比较 |
| 5.4 三种方案轧件的横截面和孔型填充情况比较 |
| 第6章 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
（9）60kg/m重轨在线热处理工艺的实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 重轨的发展 |
| 1.1.1 世界重轨的发展 |
| 1.1.2 国内重轨的发展 |
| 1.2 现代重轨生产工艺 |
| 1.3 重轨轧后在线热处理研究 |
| 1.3.1 世界重轨轧后在线热处理研究 |
| 1.3.2 国内重轨轧后在线热处理研究 |
| 1.4 有限元法 |
| 1.4.1 有限元法简介 |
| 1.4.2 ANSYS软件简介 |
| 1.5 本课题研究的意义和主要内容 |
| 1.5.1 本课题研究的意义 |
| 1.5.2 本课题研究的主要内容 |
| 第2章 U75V重轨的连续冷却转变规律研究 |
| 2.1 实验目的 |
| 2.2 实验材料 |
| 2.3 实验设备 |
| 2.3.1 MMS系列热力模拟实验机 |
| 2.3.2 光学显微镜的介绍 |
| 2.3.3 扫描电镜的介绍 |
| 2.3.4 显微硬度计 |
| 2.4 热膨胀法 |
| 2.5 实验方案及结果分析 |
| 2.5.1 实验方案 |
| 2.5.2 热模拟试样显微组织的测定 |
| 2.5.3 不同冷速对珠光体片层间距的影响 |
| 2.5.4 试样硬度的测定 |
| 2.5.5 连续转变曲线的绘制 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 U75V重轨冷却过程温度场有限元模拟与分析 |
| 3.1 重轨温度场计算原理 |
| 3.1.1 传热学基本原理 |
| 3.1.2 重轨冷却过程传热方程的建立 |
| 3.2 热物性参数的选择 |
| 3.3 初始条件和边界条件 |
| 3.3.1 初始条件 |
| 3.3.2 边界条件 |
| 3.4 换热系数的确定 |
| 3.5 模型的建立与网格划分 |
| 3.6 温度场模拟结果与分析 |
| 3.6.1 重轨冷却过程断面温度分布 |
| 3.6.2 重轨冷却温度模拟值与实测值比较 |
| 3.6.3 换热系数对温差的影响分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 重轨在线热处理实验设备的开发 |
| 4.1 重轨热处理技术 |
| 4.1.1 重轨端部淬火 |
| 4.1.2 重轨全长淬火 |
| 4.1.3 重轨在线热处理 |
| 4.2 重轨在线热处理原理 |
| 4.2.1 电阻加热 |
| 4.2.2 重轨热处理原理 |
| 4.3 重轨在线热处理设备 |
| 4.3.1 实验设备布置 |
| 4.3.2 加热装置 |
| 4.3.3 冷却装置 |
| 4.3.4 重轨输送系统 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 不同热处理工艺对重轨性能的影响 |
| 5.1 实验目的及实验方案 |
| 5.1.1 实验目的 |
| 5.1.2 实验方案 |
| 5.2 试验钢的化学成份 |
| 5.3 试验钢热处理工艺参数的选择 |
| 5.3.1 加热温度的确定 |
| 5.3.2 冷却速度的确定 |
| 5.3.3 冷却方式的确定 |
| 5.4 实验结果及分析 |
| 5.4.1 冷却时间对热处理重轨组织性能的影响 |
| 5.4.2 加热温度对热处理重轨组织性能的影响 |
| 5.4.3 保温时间对热处理重轨组织性能的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）高速铁路重轨尺寸精度、平直度及残余应力控制的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 高速铁路发展 |
| 1.1.1 国外高速铁路发展概况 |
| 1.1.2 国内高速铁路发展概况 |
| 1.2 高速铁路对重轨的要求 |
| 1.2.1 高速铁路重轨断面及钢种 |
| 1.2.2 对重轨尺寸精度的要求 |
| 1.2.3 对重轨表面质量的要求 |
| 1.2.4 对重轨平直度的要求 |
| 1.3 国外高速铁路重轨生产工艺 |
| 1.3.1 国外重轨万能生产工艺基本流程 |
| 1.3.2 高速铁路重轨的长定尺化生产 |
| 1.3.3 国外典型重轨生产厂家工艺及装备 |
| 1.4 国内高速铁路重轨生产工艺及主要设备 |
| 1.4.1 鞍钢大型厂 |
| 1.4.2 攀钢轨梁厂 |
| 1.4.3 包钢轨梁厂 |
| 1.5 国内高速铁路重轨生产存在的问题 |
| 1.5.1 轧制工艺 |
| 1.5.2 精整工艺 |
| 1.6 有限元方法 |
| 1.7 课题研究背景、目的及意义 |
| 1.8 本文主要研究内容 |
| 第2章 重轨轧制法和高速铁路重轨全万能孔型系统开发 |
| 2.1 重轨轧制方法介绍 |
| 2.1.1 重轨孔型系统类型 |
| 2.1.2 重轨万能轧制法的发展 |
| 2.1.3 提高重轨轧制质量新方法的探索 |
| 2.1.4 万能轧制法轧机布置形式 |
| 2.1.5 全万能孔型轧制法的提出 |
| 2.2 高速铁路用重轨全万能孔型系统开发 |
| 2.2.1 坯料选择 |
| 2.2.2 轧机布置形式及轧制道次分配 |
| 2.2.3 箱形孔 |
| 2.2.4 帽形孔 |
| 2.2.5 轨形孔和立压孔 |
| 2.2.6 万能粗轧、中轧孔及轧边孔 |
| 2.2.7 全万能成品孔 |
| 2.3 轧机参数及其孔型配置 |
| 2.3.1 开坯轧机及配辊 |
| 2.3.2 轧边机及配辊 |
| 2.3.3 万能轧机及配辊 |
| 2.4 半万能和全万能成品孔型分析 |
| 2.4.1 半万能成品孔型 |
| 2.4.2 全万能成品孔型 |
| 2.4.3 两种万能成品孔型轧制效率对比 |
| 2.5 两种万能成品孔轧制60kg/m重轨有限元模拟 |
| 2.5.1 几何模型建立 |
| 2.5.2 材料模型选择 |
| 2.6 模拟结果分析 |
| 2.6.1 X方向位移对比分析 |
| 2.6.2 应力分布对比分析 |
| 2.6.3 应变分布对比分析 |
| 2.6.4 轧后轨高波动对比 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 高速铁路重轨矫前弯曲度控制研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 国内长定尺重轨冷床概况 |
| 3.3 重轨冷却温度场有限元模拟 |
| 3.3.1 温度场计算基本原理 |
| 3.3.2 模型的建立与网格划分 |
| 3.3.3 材料属性 |
| 3.3.4 初始条件和边界条件 |
| 3.4 温度场模拟结果与分析 |
| 3.4.1 重轨冷却温度模拟值与实测值比较 |
| 3.4.2 重轨冷却过程断面温度分布 |
| 3.4.3 矫前温度的模拟值与实测值比较 |
| 3.4.4 换热系数对温差的影响分析 |
| 3.4.5 冷床冷却能力分析 |
| 3.5 重轨空冷弯曲变形过程模拟 |
| 3.5.1 热-结构耦合模型的建立 |
| 3.5.2 冷却过程重轨的弯曲过程 |
| 3.5.3 冷却后重轨残余应力分布 |
| 3.6 冷床上重轨预弯方案的研究 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 矫直对重轨平直度及残余应力影响分析 |
| 4.1 重轨矫直简介 |
| 4.1.1 重轨矫直方式分类 |
| 4.1.2 国内重轨辊式矫直机的应用现状 |
| 4.1.3 辊式矫直原理 |
| 4.2 矫后重轨平直度和残余应力的测量 |
| 4.2.1 矫后平直度 |
| 4.2.2 矫后重轨残余应力 |
| 4.3 重轨矫直模拟 |
| 4.3.1 矫直模型的建立 |
| 4.3.2 矫直模拟方案 |
| 4.4 矫直模拟后重轨平直度分析 |
| 4.4.1 矫直模拟后重轨的平直度 |
| 4.4.2 矫前弯曲度对平直度的影响 |
| 4.5 矫直对残余应力的影响分析 |
| 4.5.1 残余应力的产生与分布 |
| 4.5.2 影响残余应力大小的因素 |
| 4.5.3 矫直辊压下工艺参数对残余应力的影响 |
| 4.5.4 矫前弯曲度对残余应力的影响 |
| 4.6 矫直过程重轨断面应力应变分析 |
| 4.6.1 矫直过程重轨断面应力变化 |
| 4.6.2 矫直过程应变变化 |
| 4.6.3 纵向应力沿重轨高度分布 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 矫直对重轨断面尺寸影响分析 |
| 5.1 现场矫直后重轨断面尺寸的改变 |
| 5.2 矫直引起重轨断面尺寸改变的原因 |
| 5.3 水平矫直对重轨断面尺寸影响有限元分析 |
| 5.3.1 矫直模拟前后重轨断面尺寸变化 |
| 5.3.2 矫直模拟前后重轨轨高变化分析 |
| 5.3.3 矫直辊压下参数对断面尺寸变化的影响 |
| 5.3.4 矫前弯曲度对断面尺寸变化的影响 |
| 5.4 垂直矫直对重轨断面尺寸的影响分析 |
| 5.4.1 垂直矫直机参数及矫直辊孔型 |
| 5.4.2 矫直前后轨头下颚尺寸及变化量 |
| 5.4.3 重轨垂直矫直时弯矩分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、重轨钢成分与性能相关关系研究（论文参考文献）
- [1]含Cr重轨钢的珠光体组织对抗大气腐蚀的影响[D]. 焦海东. 内蒙古科技大学, 2021
- [2]基于冶炼成分调控和超音速风冷强化换热的U75V重轨钢强化研究[D]. 杨建. 辽宁科技大学, 2021
- [3]75kg/m重轨疲劳断口形貌分析及寿命预测[D]. 李智明. 内蒙古科技大学, 2020(01)
- [4]GCr15SiMn轴承钢中碳元素偏析与疏松的相关性[J]. 张涛,成国光,侯雨阳,王云鹏. 中国冶金, 2019(10)
- [5]重轨钢连铸坯凝固组织和成分均匀化研究与应用[D]. 陈亮. 北京科技大学, 2019(02)
- [6]凝固过程重轨钢中MnS粒子形核与长大动力学分析[J]. 张学伟,张立峰,杨文,王祎,董元篪,李扬洲. 钢铁研究学报, 2017(09)
- [7]重轨钢中MnS析出热力学和动力学分析[J]. 张学伟,张立峰,杨文,董元篪,李扬洲. 钢铁, 2016(09)
- [8]U71Mn重轨BD1轧制过程中的三维有限元仿真分析[D]. 谢志强. 武汉科技大学, 2014(03)
- [9]60kg/m重轨在线热处理工艺的实验研究[D]. 张进. 东北大学, 2011(05)
- [10]高速铁路重轨尺寸精度、平直度及残余应力控制的研究[D]. 周剑华. 东北大学, 2009(06)