高轴重、高耐火珠光体钢轨钢SP3的开发

　　随着我国经济的高速发展，要求铁路交通运输的效率相应提高，除加速完善铁路交通布局和大力发展高速铁路外，在货运方面应加大载重量（高轴重化）和加大货车长度是提高效率的有效途径。但是随着货车运输的高轴重化，需要高耐火性的钢轨配合。我国在客运的高速铁道方面处于国际*地位，但在货运列车高轴重化方面则和美、日等发达*存在一定的差距。

2 日本高轴重用高耐火珠光体钢轨钢SP3的开发

　　国际上铁路货运效率*高的是美国横断北美大陆的铁路，其货车载重量为日本的数倍。日本为迎头赶上，正大力进行相关技术的开发。随着高轴重化的发展，车轮和钢轨间的接触摩擦加大，由于所带来的钢轨磨耗加快，剥皮和粗糙开裂等表面损伤的加快，将加大钢轨更换和维修的负担。据此，JFE通过合金设计和TMCP工艺，成功开发出多种高性能热处理钢轨（简称SP）。近年为了进一步提高钢轨的耐磨性和表面耐损伤性，通过将珠光体片晶组织微细化至极限水平以使其高硬度化，终于开发成功高硬度、高硬化深度型的高耐火钢轨（SP3）。并按达到美国重载货车铁道水平进行正辅轨试验，初步效果良好。本文就SP3钢轨控制技术要点及其性能进行简要介绍。

3 钢轨提高耐火性的基础探讨

（1）硬度和微型组织对耐磨耗性的影响

　　经2圆筒式回转接触试验得知，磨耗量随珠光体组织钢硬度的上升而下降。                         

　　耐磨耗性依存于钢的微观组织。从珠光体组织钢耐磨耗试验后的断面金相照片观察，发现表层微观组织中的塑性流动层随硬度上升而变薄，由此可判断高硬度对减少表面损伤有效。

（2）珠光体片晶的微细化

　　珠光体是由板状的铁素体和渗碳体所形成的层状组织（片晶组织），通过对片晶组织的微细化可使强度提高。当由奥氏体生成珠光体时，体积自由能下降。但由于铁素体/渗碳体界面的形成，则片晶愈微细化时，界面能的上升愈大，而微细化有一定界限，工业应用微细化的界限为0.05μm。

　　给予磷铁元素体/渗碳体界面能的是珠光体相变能，而化学驱动力的大小则与从珠光体平衡相变温度（TE）的过冷度（ΔT）成正比。从而可加大ΔT，使片晶组织微细化。使ΔT*大化的基本思路是：a）通过钢的成分设计，求出TE；b）轧制后使冷却速度和冷却温度等TMCP条件*佳化而使珠光体相变温度低温化，使ΔT*大化。即通过钢轨成分的合理设计和轧后TMCP条件的*佳化便开发成功钢轨片晶间隔由表层向内部稳定微细化的技术，并保证了产品的优良质量性能。