车辆用不锈钢材料的国产化应用试验
文章来源：不锈钢管
作者：外链代发
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2022-06-13 08:31:59
为满足不锈钢车体轻量化的要求，车辆用不锈钢材料普遍采用高强度奥氏体不锈钢材料。同时，为提高车辆用不锈钢材料的焊接性能，改善其耐腐蚀性能，在其化学成份中降低了碳的含量，提高了氮的含量，材料具有冷作硬化的特性。2005年前国内车辆用不锈钢材料普遍使用进口不锈钢材料，自2005年下半年起，国内铁路装备制造企业结合铁路高速动车组不锈钢车体生产，在国内不锈钢材料生产企业的支持和配合下开展了车辆用不锈钢车材料的国产化应用试验，取得了较好的效果。
1前言
2005年初，国内铁路装备制造企业受业主委托生产高速动车组用不锈钢车体，该车体采用整体承载薄壁焊接筒形结构，使用符合《EN10088-21995不锈钢第2部分一般用途薄板中板和钢带交货技术条件》标准要求的高强度奥氏体不锈钢材料，材料牌号为EN1.4301和EN1.4318，屈服强度分别为Rp0.2>230MPa、350 MPa、550 MPa三个等级，特别要求材料含碳量C<0.05%。该项目前期生产均采用欧洲著名不锈钢生产商提供的进口不锈钢材料。2005年下半年起，为满足不锈钢车体对钢板表面的特殊要求，降低生产成本，经业主同意，国内铁路装备制造企业组织开展了车辆用不锈钢车材料的国产化应用试验。
2试验情况介绍
2.1试验对象
本次试验对高速动车组用不锈钢车体使用的EN1.4301和EN1.4318二个牌号三种不同强度等级的5mm及以下规格的部分欧标不锈钢材料进行国产化试验，材料的供货状态根据试验件用途分别采用了平板和卷板形式：
2.2试验方法
本次试验主要从二个方面开展工作：
1）通过对特定时期内同一牌号、相同规格的进口、国产不锈钢材料的化学成分、机械性能复验，对厂家提供的检验数据和公司复验数据与相关标准规定的数据进行一一比对，分析进口和国产不锈钢材料化学成分、机械性能数据的差异。
2）组织开展国产车辆用不锈钢材料的冲压性能试验。根据参加试验双方的工作分工，材料生产企业负责不锈钢材料的模拟实验和间接试验，铁路装备制造企业负责组织开展材料的实物成形性试验。通过对试验不锈钢车体产品零件的冲压工艺分析，选择了不锈钢车体钢结构中侧墙、车顶、车底和外端各大部件中15种重要的产品件作为典型件进行试制，这些典型件制作分别采用了滚压、模压、折弯等成型技术。可以对材料的成型性能进行充分、全面的检验。
2.3试验数据的统计比对
1）下表是对试验用不锈钢材料机械性能屈服强度、抗拉强度和断后伸长率三项指标统计数值的对比。
通过以上三个表可以看出，试验采集的进口车辆用不锈钢材料与国产车辆用不锈钢材料机械性能屈服强度、抗拉强度和断后伸长率三个重要指标数据均符合《EN10088-2：1995不锈钢---第二部分：一般用途薄板／中板和钢带交货技术条件》中相关规定，统计的数值比较接近且相互交叉。
下表是对试验材料化学分析各元素含量指标统计数值的对比。
通过以上八个表格，可以证明试验用进口车辆用不锈钢材料与国产车辆用不锈钢材料八种主要化学成分的含量均符合《EN10088-2：1995不锈钢---第二部分：一般用途薄板／中板和钢带交货技术条件》中有关要求，统计的数值比较接近，部分数据数值有交叉。其中，进口材料的P、Cr、N元素含量比国产材料高，进口材料的Mn、Ni元素含量国产材料高低。
2.4典型件的实物成型性试验情况
典型件的实物成型性试验分别采用了滚压、模压、折弯等成型技术.计划对材料的成型性能进行检验。参加试验的15种产品有十二种一次通过试验鉴定，其余三种产品在使用材料改进后的产品试制中通过了产品鉴定。以下是其中三种主要产品试制情况的具体介绍。
1）试验用不锈钢车体侧墙墙板采用δ=2.5mm高强度不锈钢材料，产品长度15820mm（产品断面形状见附图1侧墙墙板断面图）。宽幅高强度不锈钢冷弯型钢滚压加工一直是滚压成型技术的禁忌，由于试验项目的不锈钢车体为非涂装车体，表面质量要求高，要求侧墙板使用材料表面状态为2G研磨表面，单向纤维拉丝。车体制造要求侧墙板成型后产品表面无划痕、压痕、无目视可见的波浪。通过使用滚压成型技术对不锈钢车体用侧墙墙板进行滚压加工完成侧墙板产品的成型试验，证明了国产材料具有机械性能均匀的特性，且材料表面状态可以满足外表面的高质量要求。
2）试验用不锈钢车体侧墙窗口横梁采用δ=2mm高强度不锈钢材料，产品长度15660mm（产品断面形状见附图2侧墙窗口横梁断面图），该冷弯型钢产品滚压加工要求材料具有较好的塑性。初期试制过程中产品R3直角处局部发生断裂现象，通过对材料性能和滚压工艺的改进，顺利通过了试验产品的鉴定工作。
3）试验用不锈钢车体端墙墙板采用δ=1.5mm高强度不锈钢材料，产品为大尺寸翻边压筋结构。（产品具体形状见附图3端墙墙板形状图），高强度不锈钢产品的模压加工国内应用较少，产品成型过程中易出现材料破裂、表面起皱等现象。为此，在工艺设计中采取了增加工艺拉延筋、将方形缺口翻边对称设置和在端部翻边设工艺缺口等措施，保证了试制工作的顺利进行。在对该产品使用进口材料和国产材料生产产品的质量对比中，发现使用进口材料生产的端墙墙板的表面不平度较好，反映了国产高强度车辆用不锈钢材料在薄板生产中板形控制技术还需进一步改善。
1前言
2005年初，国内铁路装备制造企业受业主委托生产高速动车组用不锈钢车体，该车体采用整体承载薄壁焊接筒形结构，使用符合《EN10088-21995不锈钢第2部分一般用途薄板中板和钢带交货技术条件》标准要求的高强度奥氏体不锈钢材料，材料牌号为EN1.4301和EN1.4318，屈服强度分别为Rp0.2>230MPa、350 MPa、550 MPa三个等级，特别要求材料含碳量C<0.05%。该项目前期生产均采用欧洲著名不锈钢生产商提供的进口不锈钢材料。2005年下半年起，为满足不锈钢车体对钢板表面的特殊要求，降低生产成本，经业主同意，国内铁路装备制造企业组织开展了车辆用不锈钢车材料的国产化应用试验。
2试验情况介绍
2.1试验对象
本次试验对高速动车组用不锈钢车体使用的EN1.4301和EN1.4318二个牌号三种不同强度等级的5mm及以下规格的部分欧标不锈钢材料进行国产化试验，材料的供货状态根据试验件用途分别采用了平板和卷板形式：
2.2试验方法
本次试验主要从二个方面开展工作：
1）通过对特定时期内同一牌号、相同规格的进口、国产不锈钢材料的化学成分、机械性能复验，对厂家提供的检验数据和公司复验数据与相关标准规定的数据进行一一比对，分析进口和国产不锈钢材料化学成分、机械性能数据的差异。
2）组织开展国产车辆用不锈钢材料的冲压性能试验。根据参加试验双方的工作分工，材料生产企业负责不锈钢材料的模拟实验和间接试验，铁路装备制造企业负责组织开展材料的实物成形性试验。通过对试验不锈钢车体产品零件的冲压工艺分析，选择了不锈钢车体钢结构中侧墙、车顶、车底和外端各大部件中15种重要的产品件作为典型件进行试制，这些典型件制作分别采用了滚压、模压、折弯等成型技术。可以对材料的成型性能进行充分、全面的检验。
2.3试验数据的统计比对
1）下表是对试验用不锈钢材料机械性能屈服强度、抗拉强度和断后伸长率三项指标统计数值的对比。
通过以上三个表可以看出，试验采集的进口车辆用不锈钢材料与国产车辆用不锈钢材料机械性能屈服强度、抗拉强度和断后伸长率三个重要指标数据均符合《EN10088-2：1995不锈钢---第二部分：一般用途薄板／中板和钢带交货技术条件》中相关规定，统计的数值比较接近且相互交叉。
下表是对试验材料化学分析各元素含量指标统计数值的对比。
通过以上八个表格，可以证明试验用进口车辆用不锈钢材料与国产车辆用不锈钢材料八种主要化学成分的含量均符合《EN10088-2：1995不锈钢---第二部分：一般用途薄板／中板和钢带交货技术条件》中有关要求，统计的数值比较接近，部分数据数值有交叉。其中，进口材料的P、Cr、N元素含量比国产材料高，进口材料的Mn、Ni元素含量国产材料高低。
2.4典型件的实物成型性试验情况
典型件的实物成型性试验分别采用了滚压、模压、折弯等成型技术.计划对材料的成型性能进行检验。参加试验的15种产品有十二种一次通过试验鉴定，其余三种产品在使用材料改进后的产品试制中通过了产品鉴定。以下是其中三种主要产品试制情况的具体介绍。
1）试验用不锈钢车体侧墙墙板采用δ=2.5mm高强度不锈钢材料，产品长度15820mm（产品断面形状见附图1侧墙墙板断面图）。宽幅高强度不锈钢冷弯型钢滚压加工一直是滚压成型技术的禁忌，由于试验项目的不锈钢车体为非涂装车体，表面质量要求高，要求侧墙板使用材料表面状态为2G研磨表面，单向纤维拉丝。车体制造要求侧墙板成型后产品表面无划痕、压痕、无目视可见的波浪。通过使用滚压成型技术对不锈钢车体用侧墙墙板进行滚压加工完成侧墙板产品的成型试验，证明了国产材料具有机械性能均匀的特性，且材料表面状态可以满足外表面的高质量要求。
2）试验用不锈钢车体侧墙窗口横梁采用δ=2mm高强度不锈钢材料，产品长度15660mm（产品断面形状见附图2侧墙窗口横梁断面图），该冷弯型钢产品滚压加工要求材料具有较好的塑性。初期试制过程中产品R3直角处局部发生断裂现象，通过对材料性能和滚压工艺的改进，顺利通过了试验产品的鉴定工作。
3）试验用不锈钢车体端墙墙板采用δ=1.5mm高强度不锈钢材料，产品为大尺寸翻边压筋结构。（产品具体形状见附图3端墙墙板形状图），高强度不锈钢产品的模压加工国内应用较少，产品成型过程中易出现材料破裂、表面起皱等现象。为此，在工艺设计中采取了增加工艺拉延筋、将方形缺口翻边对称设置和在端部翻边设工艺缺口等措施，保证了试制工作的顺利进行。在对该产品使用进口材料和国产材料生产产品的质量对比中，发现使用进口材料生产的端墙墙板的表面不平度较好，反映了国产高强度车辆用不锈钢材料在薄板生产中板形控制技术还需进一步改善。
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