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摘 要：本文通过对50AT（U75VH）锻压跟端两种不同热处理方式下钢轨的跟端性能进行比较发现，钢轨跟端经“全断面感应加热+喷风”热处理后，轨头硬化层深度、硬度相较“正火+淬火”的热处理方式有较大的提高，断面硬度分布更加均匀，可与在线热处理钢轨相匹配，热处理软化区长度缩短，钢轨跟端热处理质量得到改善。
关键词：U75VH;压型跟端;热处理
中图分类号：U213.4 文献标识码：A
道岔作为列车运行线路上的关键部分之一，直接影响列车的行进速度和安全性。道岔中的尖轨是引导列车从一线进入它线的关键轨件，为与导轨相连接，尖轨跟端需锻压成相应的导轨轨型，锻造后钢轨的组织和力学性能变差，为确保尖轨跟端良好的使用性能，需对跟端进行热处理[1]。本文采用两种不同的热处理方式对锻压跟端进行热处理，探究不同热处理方式下钢轨的锻压跟端质量。
1 试验
试验材料为攀钢生产的50AT（U75VH）在线热处理钢轨，钢轨化学成分见下表1所示，C、Si、Mn等各化学成分均在TB/T3109[2]规定范围内。
50AT试验钢轨跟端锻造成型为50 kg/m钢轨，1#钢轨锻压跟端采用“正火+淬火”的热处理方式，2#钢轨锻压跟端采用“全断面感应加热+喷风”的热处理方式，具体工艺参数及热处理设备见下表2所示。
钢轨锻压跟端热处理完成冷至室温后，对钢轨横断面硬度、轨顶面硬度、金相组织及拉伸性能进行检验，试样取样位置如下圖1所示。横断面硬度在洛氏硬度机上进行检验;轨顶面铣削掉0.5 mm后在布氏硬度计上检测轨顶面硬度值;在锻压跟端压型段中间位置处（见上图1）切取直径为10 mm的拉棒，在拉力试验机上进行拉伸性能测试。将横断面试样打磨抛光后，用10%的硝酸酒精溶液进行腐蚀，观察轨头硬化层形貌及显微组织。
2 试验结果与分析
2.1 横断面硬度
1#、2#钢轨锻压跟端横断面硬度数据如下表3。1#钢轨锻压跟端经传统“正火+淬火”热处理[3，4]后，轨头圆角硬度较高，圆角处起始点硬度值均大于40 HRC，踏面硬度较低，断面硬度均匀性差，且与轨顶面距离越大，硬度值下降越多，踏面以下12 mm位置处，硬度值已经低于32 HRC。2#钢轨锻压跟端经“全断面感应加热+喷风”热处理后，轨头实现全断面硬化，横断面硬度均匀分布，在距离轨顶面15 mm的位置处硬度值仍保持较高水平，断面任一点位置硬度值均不低于37 HRC，接近在线热处理钢轨性能。
2.2 轨顶面硬度
钢轨锻压跟端热处理后的轨顶面硬度数据见下表4和表5。钢轨锻压跟端经“正火+淬火”热处理后，轨顶面硬度在370 HB～390 HB范围内，符合产品标准要求，热处理区域与母材交界处存在硬度软点，受感应器长度及淬火方式限制，硬度值低于母材硬度（340 HB）的软点长度至少为80 mm。钢轨锻压跟端经“全断面感应加热+喷风”热处理后，轨顶面硬度在360 HB～390 HB范围内，符合产品标准要求，热处理区域与母材交界处同样存在硬度软点，但硬度软点长度明显缩短，可控制在50 mm以内，显著改善钢轨使用性能。
2.3 拉伸性能
对钢轨锻压跟端热处理后的拉伸性能进行检测。经“正火+淬火”热处理后1#钢轨锻压跟端抗拉强度为1 290 MPa，
延伸率为12.5%;经“全断面感应加热+喷风”热处理后2#钢轨锻压跟端抗拉强度为1 310 MPa，延伸率为13.3%。两种跟端热处理方式下，钢轨抗拉强度均大于1 180 MPa，延伸率大于10%，满足产品相关标准要求。
2.4 硬化层形貌及金相组织
将H1位置（见图1）的钢轨横断面试块抛光腐蚀后的硬化层形貌见下图2所示。钢轨锻压跟端经“正火+淬火”热处理后，横断面硬化层呈对称分布的帽形，硬化层深度为10 mm（见图2（a））;钢轨锻压跟端经“全断面感应加热+喷风”热处理后，轨头横断面无明显硬化层形貌，轨头实现全断面硬化（见下图2（b））。
锻压跟端两种热处理方式下轨头硬化层显微组织均为珠光体加少量铁素体组织（见下图3），未见马氏体和贝氏体组织，满足产品标准要求。
`3 结论
钢轨锻压跟端经“全断面感应加热+喷风”热处理后，既可消除锻造组织的不利影响，同时实现轨头的全断面硬化，热处理软化区长度缩短，拉伸性能、显微组织等均符合相关标准要求，相较传统的“正火+淬火”热处理方式，跟端热处理质量得到明显的改善，可以与钢轨母材相匹配，提高钢轨锻压跟端的使用性能。
参考文献：
[1]王树青，詹新伟.高速道岔尖轨热处理新工艺研究[J].铁道建筑，2012，52（05）：142-144.
[2]中国人民共和国铁道部.TB/T3019—2013铁路道岔用非对称断面钢轨[S].北京：中国铁道出版社，2013.
[3]蒋红亮，智学元，郑爽，等.客运专线道岔尖轨热处理工艺与装备的优化[J].金属热处理，2011，36（10）：48-54.
[4]赵伟江，黄金山，卢德军.60AT2（U75VG）钢轨压型段热处理工艺探讨[J].铁路采购与物流，2017，12（11）：33-34.
关键词：U75VH;压型跟端;热处理
中图分类号：U213.4 文献标识码：A
道岔作为列车运行线路上的关键部分之一，直接影响列车的行进速度和安全性。道岔中的尖轨是引导列车从一线进入它线的关键轨件，为与导轨相连接，尖轨跟端需锻压成相应的导轨轨型，锻造后钢轨的组织和力学性能变差，为确保尖轨跟端良好的使用性能，需对跟端进行热处理[1]。本文采用两种不同的热处理方式对锻压跟端进行热处理，探究不同热处理方式下钢轨的锻压跟端质量。
1 试验
试验材料为攀钢生产的50AT（U75VH）在线热处理钢轨，钢轨化学成分见下表1所示，C、Si、Mn等各化学成分均在TB/T3109[2]规定范围内。
50AT试验钢轨跟端锻造成型为50 kg/m钢轨，1#钢轨锻压跟端采用“正火+淬火”的热处理方式，2#钢轨锻压跟端采用“全断面感应加热+喷风”的热处理方式，具体工艺参数及热处理设备见下表2所示。
钢轨锻压跟端热处理完成冷至室温后，对钢轨横断面硬度、轨顶面硬度、金相组织及拉伸性能进行检验，试样取样位置如下圖1所示。横断面硬度在洛氏硬度机上进行检验;轨顶面铣削掉0.5 mm后在布氏硬度计上检测轨顶面硬度值;在锻压跟端压型段中间位置处（见上图1）切取直径为10 mm的拉棒，在拉力试验机上进行拉伸性能测试。将横断面试样打磨抛光后，用10%的硝酸酒精溶液进行腐蚀，观察轨头硬化层形貌及显微组织。
2 试验结果与分析
2.1 横断面硬度
1#、2#钢轨锻压跟端横断面硬度数据如下表3。1#钢轨锻压跟端经传统“正火+淬火”热处理[3，4]后，轨头圆角硬度较高，圆角处起始点硬度值均大于40 HRC，踏面硬度较低，断面硬度均匀性差，且与轨顶面距离越大，硬度值下降越多，踏面以下12 mm位置处，硬度值已经低于32 HRC。2#钢轨锻压跟端经“全断面感应加热+喷风”热处理后，轨头实现全断面硬化，横断面硬度均匀分布，在距离轨顶面15 mm的位置处硬度值仍保持较高水平，断面任一点位置硬度值均不低于37 HRC，接近在线热处理钢轨性能。
2.2 轨顶面硬度
钢轨锻压跟端热处理后的轨顶面硬度数据见下表4和表5。钢轨锻压跟端经“正火+淬火”热处理后，轨顶面硬度在370 HB～390 HB范围内，符合产品标准要求，热处理区域与母材交界处存在硬度软点，受感应器长度及淬火方式限制，硬度值低于母材硬度（340 HB）的软点长度至少为80 mm。钢轨锻压跟端经“全断面感应加热+喷风”热处理后，轨顶面硬度在360 HB～390 HB范围内，符合产品标准要求，热处理区域与母材交界处同样存在硬度软点，但硬度软点长度明显缩短，可控制在50 mm以内，显著改善钢轨使用性能。
2.3 拉伸性能
对钢轨锻压跟端热处理后的拉伸性能进行检测。经“正火+淬火”热处理后1#钢轨锻压跟端抗拉强度为1 290 MPa，
延伸率为12.5%;经“全断面感应加热+喷风”热处理后2#钢轨锻压跟端抗拉强度为1 310 MPa，延伸率为13.3%。两种跟端热处理方式下，钢轨抗拉强度均大于1 180 MPa，延伸率大于10%，满足产品相关标准要求。
2.4 硬化层形貌及金相组织
将H1位置（见图1）的钢轨横断面试块抛光腐蚀后的硬化层形貌见下图2所示。钢轨锻压跟端经“正火+淬火”热处理后，横断面硬化层呈对称分布的帽形，硬化层深度为10 mm（见图2（a））;钢轨锻压跟端经“全断面感应加热+喷风”热处理后，轨头横断面无明显硬化层形貌，轨头实现全断面硬化（见下图2（b））。
锻压跟端两种热处理方式下轨头硬化层显微组织均为珠光体加少量铁素体组织（见下图3），未见马氏体和贝氏体组织，满足产品标准要求。
`3 结论
钢轨锻压跟端经“全断面感应加热+喷风”热处理后，既可消除锻造组织的不利影响，同时实现轨头的全断面硬化，热处理软化区长度缩短，拉伸性能、显微组织等均符合相关标准要求，相较传统的“正火+淬火”热处理方式，跟端热处理质量得到明显的改善，可以与钢轨母材相匹配，提高钢轨锻压跟端的使用性能。
参考文献：
[1]王树青，詹新伟.高速道岔尖轨热处理新工艺研究[J].铁道建筑，2012，52（05）：142-144.
[2]中国人民共和国铁道部.TB/T3019—2013铁路道岔用非对称断面钢轨[S].北京：中国铁道出版社，2013.
[3]蒋红亮，智学元，郑爽，等.客运专线道岔尖轨热处理工艺与装备的优化[J].金属热处理，2011，36（10）：48-54.
[4]赵伟江，黄金山，卢德军.60AT2（U75VG）钢轨压型段热处理工艺探讨[J].铁路采购与物流，2017，12（11）：33-34.