不锈钢客车以其经济耐用、美观安全等一系列优点,在时速200km以下的轨道交通中有广阔的应用前景。不锈钢客车车貌,见图6-4。


 轨道车辆的表皮使用了不锈钢钢带,所以被称为半不锈钢车辆(或者表皮不锈钢车辆)。车体为钢制,外皮使用了06Cr19Ni10(304)制的钢板。用不锈钢板是代替涂层钢板使用的,主要目的是为了解决车皮的腐蚀以及通过无涂层化来降低保养费用。作为轨道车辆用不锈钢,美国当时使用了AISI 200系,尤其是12Cr17Mn6Ni5N(201)钢作为外层钢板,为了进一步加强车辆的轻量化、提高“免保养”的效果,出现了“全不锈钢”的车辆,车的骨架也使用了不锈钢。通过对影响12Cr17Ni7(301)钢强度的调质辊压、加工、焊接方法等进行改善,外表使用了06Cr19Ni10(304)或者12Cr17Ni7(301),并且进行波纹加工、排气扇成形、焊接组装等,除了底框的特殊部分,全都使用不锈钢来制造。根据不锈钢的不同钢种,基于强度方面的考虑,全都采用12Cr17Ni7(301)冷轧带钢,电阻点焊的焊接热影响不大,所以适合大多数情况下的焊接;但是局部组装所使用的电弧焊接部分,由于使用环境的缘故以及用于清洗的清洁剂的原因,曾经发生过晶间腐蚀和晶界应力腐蚀断裂。


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  通过对12Cr17Ni7(301)钢的C、Ni、N等成分以及调质辊压的影响进行了研究,明确了C、N、Mn、Ni等含量对拉伸特征的影响,并且认为碳的含量在0.06%以下时晶间腐蚀就会变得缓慢,实施冷加工以后进行晶间腐蚀敏化处理的时候敏感性会增加,所以有必要将碳的含量进一步降低到0.03%以下。可有效防止上述的晶间腐蚀或者晶界应力腐蚀断裂,实现不锈钢的高强度化。进一步明确了奥氏体稳定度[Ma(30)]与调质辊压后的延展以及屈服比的关系。通过奥氏体对022Cr17Ni7(301L)钢的拉伸特征的影响的分析,搞清楚了下列问题:拉伸强度在很大程度上取决于应变致生马氏体的量,并随着Ni当量([Ni]+0.35[[Si]+0.4[Mn]+0.65[Cr]+12.6[C+N])的增加而降低;另外屈服强度几乎不受Ni当量的影响,但会随着氮含量而增大,相反的,延展性受Ni当量的影响比较大,等等。12Cr17Ni7(301)钢的强度会随着碳以及氮量的变化而增大,但氮的作用在奥氏体相时是碳的2倍。还有,拉伸强度随着奥氏体稳定度的上升而下降,同一奥氏体的稳定度随着碳以及氮量而增大;延展性随着奥氏体稳定度的上升而提高;从耐腐蚀性和强度两方面来看最佳成分是022Cr17Ni7N(301LN)。


  为了改善耐晶间腐蚀开裂,将碳量调整为0.03%以下,并通过氮的添加以及适当成分的比例调整开发出了能同时满足强度需求的022Cr17Ni7(301LN)钢,被轨道车辆广泛采用。


  车辆底座部位由于大量地进行电焊,而022Cr17Ni7(301LN)这样的硬材会因焊接而导致强度的下降,所以不被采用。基于轻量化的考虑,开发出了双相不锈钢Cr19Ni5Cu2N,确保焊接部分也不会软化。


  不锈钢在轨道交通中的应用前景广阔,不锈钢的需求量将不断增加。不锈钢在轨道交通中除用作车站装饰外,主要用于制造轨道车辆。目前,半不锈钢车体,用不锈钢制造车体的易腐蚀部件,如翻板、脚蹬、枕外平地板、空调平台平顶板、洗脸室台面、水箱、污物箱、逆变器箱、充电器箱、直流电源箱等。全不锈钢客车车辆的车体除牵枕等少量结构件用低合金钢外,其余可全部用不锈钢制造,钢种为12CrNi7(301)和06Cr19Ni10(304)等不锈钢,每辆车的不锈钢板材用量为9~10吨。


  不锈钢车体用022Cr17Ni7(301L)和06Cr19Ni10(304)不锈钢冷轧板(其中301L不锈钢用量占70%),材料和等级分别是301L-LT、301L-DLT、301L-ST、301L-MT、301L-HT 和06Cr19Ni10(304),要求022Cr17Ni7(301L)的碳含量<0.03%。


 表6-8是机车车辆用不锈钢牌号和性能要求。


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