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5 冲击性能 ≥3 6 7 8 9 硬 度 ≥2 逐根 逐根 逐根 ≥3 ≥2 表面质量 尺寸 超声波探伤 实物弯曲疲10 劳 11 脱碳层 钢轨前端，自轨腰取样，试件长度平行于钢轨高度，试件缺口长度平行于轨底面而垂直于钢轨长度方向 距轨端不小于20mm的轨头踏面中线上测量。 所有表面 锻压段及热影响区 随机加工长1.2m的试件，在疲劳试验机进行 在轨头高度（36.5mm）的2/3处的轨头表层任何部位 GB229 GB231，布氏硬度 宏观 卡尺 GB/T2344 按TB1354-79中规定评定
第十二节 无损检测简介
NDT 是无损检测的英文（Non-destructive testing）缩写。NDT 是指对材料或工件实施一种不损害或不影响其未来使用性能或用途的检测手段。
通过使用 NDT，能发现材料或工件内部和表面所存在的缺欠，能测量工件的几何特征和尺寸，能测定材料或工件的内部组成、结构、物理性能和状态等。 NDT 能应用于产品设计、材料选择、加工制造、成品检验、在役检查等多方面，在质量控制与降低成本之间能起最优化作用。 NDT 包含了许多种已可有效应用的方法，常用的 NDT 方法是：射线照相检测、超声检测、涡流检测、磁粉检测、渗透检测、泄漏检测、声发射检测、射线透视检测等。
由于各种 NDT 方法，都各有其适用范围和局限性，因此新的 NDT 方法一直在不断地被开发和应用。通常，只要符合 NDT 的基本定义，任何一种物理的、化学的或其他可能的技术手段，都可能被开发成一种 NDT 方法。 1.射线检测
射线探伤是利用射线的穿透性和直线性来探伤的方法。这些射线虽然不会像可见光那样凭肉眼就能直接察知，但它可使照相底片感光，也可用特殊的接收器来接收。当这些射线穿过（照射）物质时，该物质的密度越大，射线强度减弱得越多，即射线能穿透过该物质的强度就越小。此时，若用照相底片接收，则底片的感光量就小；若用仪器来接收，获得的信号就弱。因此，用射线来照射待探伤的零部件时，若其内部有气孔、夹渣等缺陷，射线穿过有缺陷的路径比没有缺陷的路径所透过的质密度要小得多，其强度就减弱得少些，即透过的强度就大些，若用底片接收，则感光量就大些，就可以从底片上反映出缺陷垂直于射线方向的平面投影；若用其它接收器也同样可以用仪表来反映缺陷垂直于射线方向的平面投影和射线的透过量。由此可见，一般情况下，射线探伤是不易发现裂纹的，或者说，射线探伤对裂纹是不敏感的。因此，射线探伤对气孔、夹渣、未焊透等体积型物缺陷最敏感。即射线探伤适宜用于体积型缺陷探伤，而不适宜面积型缺陷探伤。
2、超声检测
人们的耳朵能直接接收到的声波的频率范围通常是20Hz到20kHz，即音（声）
频。频率低于20 Hz的称为次声波，高于20kHz的称为超声波。工业上常用数兆赫兹超声波来探伤。超声波频率高，则传播的直线性强，又易于在固体中传播，并且遇到两种不同介质形成的界面时易于反射，这样就可以用它来探伤。通常用超声波探头与待探工件表面良好的接触，探头则可有效地向工件发射超声波，并能接收（缺陷）界面反射来的超声波，同时转换成电信号，再传输给仪器进行处理。根据超声波在介质中传播的速度（常称声速）和传播的时间，就可知道缺陷的位置。当缺陷越大，反射面则越大，其反射的能量也就越大，故可根据反射能量的大小来查知各缺陷（当量）的大小。 3、磁粉检测
磁粉探伤是建立在漏磁原理基础上的一种磁力探伤方法。当磁力线穿过铁磁材料时，在磁性不连续处（缺陷处）将产生漏磁场，形成磁极。此时撒上干磁粉或浇上磁悬液，磁极就会吸附磁粉，产生用肉眼能直接观察的明显磁痕。因此，可借助于该磁痕来显示铁磁材料表面及近表面的缺陷情况。 4、渗透检测
渗透探伤是利用毛细现象来进行探伤的方法。对于表面光滑而清洁的零部件，用一种带色（常为红色）的渗透性很强的液体，涂覆于待探零部件的表面。由于该液体的渗透性很强，它将沿着缺陷缝隙渗透到其根部。然后将表面的渗透液洗去，喷涂上对比度较大的显示液（常为白色）。放置片刻后，由于毛细现象的作用，原渗透到缺陷内的渗透液将上升到表面并扩散，在白色的衬底上显出的红线，从而显示出裂纹露于表面的形状，因此，常称为着色探伤。此探伤方法可用于金属和非金属表面开口性缺陷的探伤。
第十三节 钢轨件的淬火热处理
钢轨热处理原理
道岔钢轨件热处理就是通过淬火的目的提高钢轨硬度，增强钢轨的耐磨性，延长使用寿命。
道岔钢轨件淬火的方法有中频淬火和火焰淬火两种。火焰淬火设备比较简单，淬火质量难以控制，专业厂家一般均采用中频淬火。 一、电加感应加热原理
利用感应器线圈(空心铜管绕成)在中频（1-10kHz）交流电作用下，在线圈内外产生交变磁场，将工件放入感应器线圈内，工件就会产生与感应器电流频率相等、方向相反的感应电流，这个电流自成回路称之为“涡流”。它能使电能变成热能，使工件变热。涡流”在工件截面上的分布是不均匀的,主要集中在工件表面，心部电流密度几乎等于零称之为“集肤效应”，利用这个原理可以使工件表面层快速加热到淬火温度，而心部温度仍接近室温,并立即快速冷却，使工件表面层达到淬火的目的。
感应加热表面淬火是采用一定方法使工件表面产生一定频率的感应电流，将零件表面迅速加热，然后迅速淬火冷却的一种热处理操作方法，见下示意图。
感应加热表面淬火示意图集肤效应示意图 感应电流透入工件表层的深度(mm)主要取决于电流频率(Hz)，频率高，电流透入深度愈浅，即淬硬层愈薄。因此可采用不同频率来达到不同要求的淬透深度。可根据所用电流的频率不同，感应加热可分为三类： 高频加热、中频加热常用频率为（2500～8000）Hz，淬硬层深度为（2～10）mm， 、(3)工频加热 电流频率为50Hz，不需要变频设备，城市用交流电即可，适用于淬硬层深度为（10～20）mm以上的大型工件或用于穿透加热。
感应加热表面淬火法加热速度快，生产率高，加热温度和淬硬层深度容易控制，工件表面氧化和脱碳少，工件变形也小，可以使全部淬火过程实现机械化、自动化。
钢轨热处理为透入式加热与传导式加热并用，轨头加热一般采用1.0~2.5kHZ的中频电源，而对钢轨的全断面预热则可采用中频和工频电源。 二、钢轨热处理原理
细化钢轨组织中的珠光体片层间距及原始奥氏体晶粒尺寸，不仅可以提高其强度，而且可以改善其韧塑性能，这可以通过钢轨热处理的方法得以实现。
所谓热处理，就是通过控制加热和冷却过程，改变金属的组织结构，使其具备优良的性能。
由铁碳相图可知，具有0.60%~0.80%含碳量的钢轨钢从高温下经缓慢冷却得到的是较为粗大的珠光体组织。如果对其重新加热奥氏体化，根据加热温度的不同可以得到具有不同晶粒尺寸的组织，从而具有不同的韧性；当奥氏体从高温状态冷却下来时，随着冷却速度的加快，会出现粗珠光体、细珠光体、贝氏体和马氏体的韧塑性能差，在任何情况下（包括钢轨热处理、钢轨焊接以及钢轨焊补等）均要避免出现。所以。钢轨热处理的目的就是通过其设备和工艺，得到具有
细片状珠光体组织。
钢轨热处理工艺
钢轨热处理工艺应根据不同钢种化学成分的特点，选择合理的奥氏体化加热温度和相应的冷却速度，使热处理钢轨达到最佳的强韧化效果。
一、奥氏体化温度
研究表明，钢轨热处理后的冲击韧性主要受奥氏体晶粒尺寸的控制。而相对同一钢种而言，随着温度的升高，奥氏体晶粒长大粗化。对离线热处理钢轨，加热温度的选择既要考虑对冲击韧性的影响，又要考虑到对加热层深度的影响。
（一）加热温度对冲击韧性和晶粒度的影响
采用热模拟试验的方法来研究加热温度和奥氏体晶粒尺寸及冲击韧性的关系，从冲击韧性角度考虑，四种钢轨的最佳加热温度为850~950℃。
(二)加热温度对C曲线的影响
根据热处理原理，钢轨加热到奥氏体化后,温度越高(或保温时间越长), 奥氏体组织越稳定，C曲线向右下方移动，导致在同一冷却速度下冷却可能得到不同的组织和性能。研究表明，奥氏体化加热温度对随后冷却转变产物的性能有明显的影响。另一方面过高的加热温度使奥氏体化稳定性增加，C曲线向右下方移动，在随后的冷却转变过程中也极易在较小的冷却速度下形成贝氏体或马氏体组织，这是钢轨热处理所不允许的。因此，加热温度是钢轨热处理的一个重要工艺参数。
（三）加热温度对硬化层深度的影响
离线钢轨热处理多采用可控硅中频电源对钢轨进行电感应加热。根据中频电感应加热原理，要使钢轨加热后轨头踏面下奥氏体化加热层深度达到15~20mm，除了中频电流的透入式加热外，还需要部分传导式加热，以使钢轨在一定深度范围内均匀达到所需要的加热温度。因此，钢轨表面加热温度一般要高一些，以保证所需要的加热深度。
为了提高钢轨热处理走行速度以及减少钢轨变形，往往要对钢轨进行全断面预热。有的采用工频预热也有的采用中频预热。
（四）加热温度
在选定钢轨热处理加热温度时，可参考钢种的热模拟 试验结果，通过实际工艺试验来确定。根据上述试验结果，国内钢轨热处理加热温度控制在900~950℃范围内比较好（轨头踏面中心部位）。下表为一组典型的钢轨热处理加热工艺参数。
钢轨热处理加热工艺参数 加热温度℃ 钢轨走行速度预热功率 加热功率 轨头踏面 mm/min KW KW 轨头上圆角 中心部位 800 240-250 230-240 900-940 1020-1060 二、冷却速度和方式的选择 钢轨全长热处理强化的实质就是在珠光体转变区域加快冷却，提高奥氏体转变的过冷度，使烛光体在更低的温度下进行，以获得强韧性兼备的精细片状珠光体组织。其前提是获得单一的珠光体组织，不得出现贝氏体和马氏体等有害组织。因此，冷却速度的正确选定和严格控制是钢轨热处理工艺的关键之一。
钢轨全长热处理工艺是一个过冷奥氏体连续转变过程，因此测定其CCT曲