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弹簧钢中非金属夹杂物控制关键技术
成熟度：可规模生产
技术类型：-
应用行业：制造业
技术简介
弹簧钢广泛用于飞机、铁道车辆、汽车、拖拉机等运输工具和工程机械等各种设备中，是制造各种螺旋簧、扭簧、板簧及其类似作用的其它形状弹簧的钢种。 弹簧工作在周期的弯曲、扭转等交变力条件下，经受拉、压、冲击、扭、疲劳腐 蚀等多种作用，有时还要承受极高的短时突加载荷。除表面脱碳、表面缺陷外， 造成弹簧的疲劳断裂破坏的主要因素是钢中非金属夹杂物。非金属夹杂物对疲劳 性能的影响一方面取决于夹杂物的类型、数量、尺寸、形状和分布；另一方面， 由于钢基体组织和性质制约，与基体结合力弱的尺寸大的脆性夹杂物和球状不变 形夹杂物的危害最大。钢的强度水平愈高，夹杂物对疲劳极限的有害影响也愈显 著。因此，提高弹簧的疲劳寿命，关键要提高弹簧钢的洁净度，因此就要降低氧 含量，减少非金属夹杂物的含量并改善夹杂物形态分布及尺寸。（1）不锈钢冶炼脱氧及夹杂物预测热力学。通过热力学计算预测了弹簧钢 中Al-O、Si-O、Mg-O、Ca-O脱氧平衡曲线，以及多元符合脱氧情况下Al-Si-O、 Al-Mg-O、Al-Mg-Ca-O和Al-Si-Ca-O等夹杂物生成相图。 通过热力学计算预 测了渣钢反应过程中不同精炼渣成分对于钢中［Al］s和［O］含量的影响，研究表 明高碱度有利于氧含量的降低，低碱度有利于钢中铝含量的去除。通过建立了钢 液凝固和冷却过程弹簧钢中夹杂物变化热力学计算模型，可以预测钢液凝固和冷 过过程中MnS、TiN和氧化物夹杂的变化和析出规律。图1弹簧钢中Al-Si-Ca-O系夹杂物热力学稳定相图(2)铁合金洁净度对弹簧钢中夹杂物的影响。通过正常合金炉次和合金优化卢比全流程夹杂物演变规律的对比，可以看出，合金的选择对于夹杂物的性质 会有较大的影响。在LF合金调整后夹杂物成分相差较大，优化合金可以有效的弹钢精炼渣成分改性夹杂物。目前脱氧工艺主要有两种：一种是降 低钢中总氧，获得高的洁净度，即采用强脱氧剂A1脱氧，将钢中绝大部分溶解 氧转化为AI2O3，然后通过炉渣吸收，吹氩或电磁搅拌以及利用真空处理等手段 促进夹杂物上浮，达到降低T.O.的目的。另一种脱氧路线是采用控制夹杂物种 类、形貌、大小、分布的方法，采用Si脱氧，严格控制钢中A1含量，避免 AI2O3的析出，这种工艺生产的弹簧钢虽然T.O.高于A1脱氧钢，但是夹杂物 低熔点的、具有良好变形能力的CaO-ALO3-SiO2系夹杂物，疲劳极限优于A1脱 氧弹钢。图3钢液中T.O.含量随精炼碱度的变化情况0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6Basicity (CaO/SR)成熟程度及推广应用情况：已经经过实验室试验和工业应用；该成果目前已经成功应用于南京钢铁有限公司的55SiCr弹簧钢生产，显著 提升了弹簧钢的洁净度水平，降低了夹杂物中的氧化铝和氧化镁含量，明显增加 了夹杂物的液态塑性化水平，提升了弹簧钢的疲劳寿命和质量，得到了用户的高 度评价。对推动我国企业弹簧钢产品制造能力与质量水平的整体提升做出了良好贡献。投资估算和经济效益分析：此前的应用和推广成功的为企业解决了各类夹杂物引起的弹簧钢缺陷，显著 提升了企业产品的质量，为企业带来了可观的经济效益。成果亮点：1、 开发了弹簧钢精炼渣成分设计技术。通过对大量不同精炼渣系进行优化 计算，成功的实现了所有夹杂物的低熔化。2、 开发了弹簧钢脱氧设计技术。通过热力学计算和实验确定了弹簧钢的最 优脱氧工艺，可实现对夹杂物的成分控制。3、 开发了弹簧钢辅料设计技术。提出优化合金洁净度，改变夹杂物成分，显著提升夹杂物变形能力。
钒钛高强铁道车辆用钢板开发及推广应用研究
成熟度：可规模生产
技术类型：-
应用行业：制造业
技术简介
钒钛高强铁道车辆用钢板开发及推广应用研究 根据攀钢自身的资源优势，研究开发了钒钛高强耐候钢，充分发挥2050mm一流装备的控轧控冷能力，通过V-Ti微合金化方式提高产品性能，并通过合理利用自身矿产中残余贵重合金V、Cr、Ni、Cu等降低生产成本，生产的Q450NQR1成本低，力学性能、耐蚀性能和焊接性能优良，涉及厚度规格4.0-14.0mm，宽度1200-1800mm。通过适当提高硅含量降低锰含量，有利于提高耐候钢能和降低成本。
一种乘员碰撞损伤的预测方法
成熟度：正在研发
技术类型：发明
应用行业：信息传输、软件和信息技术服务业,交通运输、仓储和邮政业
技术简介
本发明涉及一种乘员碰撞损伤的预测方法（专利号201310230556.5），铁道车辆发生碰撞后，铁道车辆客室内就座的非约束乘员与客室结构间由于相对运动继而发生二次碰撞，该预测方法包括以下步骤：首先提取乘员致伤影响因素，并分析乘员容易受损伤的身体部位，其次基于相关预测方法构建预测模型，再次基于实验设计方法选取的样本对预测模型进行训练，然后利用训练好的预测模型进行损伤预测，最后评价预测模型精度。利用该预测方法，对同一初始状态的乘员在不同试验参数条件下的损伤参数进行预测，从而方便快捷地获得想要得到的乘员损伤指标，大大减少重复试验次数，提高客室内结构参数设计效率。该发明为评估现有和新设计的铁道车辆客室内饰结构参数的安全性能提供了一种新的途径和方法。
一种铁道车辆底架承载式吸能结构及其碰撞性能模拟方法
成熟度：正在研发
技术类型：发明
应用行业：交通运输、仓储和邮政业
技术简介
本发明涉及一种铁道车辆底架承载式吸能结构及其碰撞性能模拟方法（专利号201310202911.8），该吸能结构位于铁道车辆车体底架纵向方向的两端，并与底架其它部分结构组焊起来形成完整的车体底架结构，该吸能结构由牵引梁、底架纵梁、底架横梁和纵向吸能方管组成，纵向吸能方管总共有n级，其中n≥3；每一级吸能方管在横向布置的方管组数为m组，其中m为偶数，且m≥2；每一级吸能方管均有对称布置的开孔结构以实现吸能方管的变形控制，每个吸能方管均布置有多孔隙材料，以提高整个底架前端的吸能量。该吸能结构在正常运行下，具有良好的传递纵向力性能，在发生碰撞时产生有序可控的塑性大变形来吸收能量，在整个撞击过程中，整个吸能结构按预期设计的过程一级一级地发生有序的塑性变形来耗散冲击动能。