铁 路 用 钢 轨 鞍山钢铁集团公司
鞍钢新轧钢股份有限公司大型厂于1953年开始投产，是中国生产重轨和大型材的主要厂家，占全国总产量的30-40%，累计生产钢轨1819万吨。目前主体装备水平已达到国内领先和国际当代水平。钢轨年生产能力为50万吨以上，已具备生产50米长钢轨的工艺条件。其主导产品60kg/m钢轨，获得金杯奖，通过ISO9002质量体系认证。钢轨的规格有：43kg/m、50kg/m、60kg/m、200公里高速铁路用轨，UIC60kg/m和日标50N的钢轨以及50AT、60AT道岔轨。钢轨钢质有U71Mn、PD3、900A、800N等。钢轨年出口量4万吨，出口台湾、泰国、伊朗、波兹瓦纳、巴基斯坦等地区和国家，占总产量的8%。
钢质纯净，炼钢采用精炼、真空脱气措施，鳞、硫含量低。化学成分均匀，转炉冶炼经LF炉和VD处理后，化学成分稳定、均匀，偏差小；尺寸精度高，可达到UIC标准水平，将来可满足EN标准要求，自动检测程度高；钢轨表面检测经过涡流探伤，内在质量检测经过超声波探伤，钢轨平直度可实现自动检测；产品标识清晰，钢轨可在热状态下打印，字迹清晰可靠；钢轨定尺长度灵活，钢坯原科采用连铸连轧工艺，加工采用纵向布置，加工机床采用激光定尺，定尺可选择范围大；鞍钢钢轨除具有以上特点外，还具备耐磨耐压、耐疲劳性能和良好的焊接性能等特点，属于世界先进钢轨之列。
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高速重载铁路运输对钢轨的技术要求
我国铁路现有营业里程67000km，每年新线投产约1000km，其中60kg/m以上钢轨铺设38500km，约占正线延展长度的49.6%。今后相当长的一段时间内，60kg/m钢轨将是铁路采用的主轨型。
国产钢轨牌号主要有U74、U71Mn、PD2、PD3和BNbRE，强度级别为800、900MPa和1000MPa级。钢轨淬火后，强度可达到1100-1200MPa或1200-1300MPa级。其中PD2为普碳钢SQ工艺全长淬火钢轨；PD3为高碳微钒低合金钢轨，BNbRE为含铌稀土处理低合金钢轨。
世界上开行200km/h以上高速铁路的国家有5个，即日本的新干线、法国的TGV、德国的ICE、意大利的ETR和西班牙的AVE。
全部采用60kg/m的轨型。
为保证高速列车运行的平稳性和旅客的舒适性，高速铁路的平顺性是很重要的指标，国外高速铁路采用断面尺寸公差和平直度要求很高的长定尺钢轨并焊接成超长无缝线路。
为保证高速铁路的运行安全，国外高速铁路用钢轨采用各种冶金技术最新发展的成果来生产。钢轨生产厂普遍采用铁水预处理，转炉或电炉炼钢、炉外精炼、真空脱气等先进工艺。钢水浇铸则全部采用连铸。钢中硫、磷含量一般小于0.02%；氢含量小于1.5 10-6；高倍夹杂物B、C、D类≤1.0级，A类≤1.5级。
万能轧机轧制是提高尺寸精确度和表面质量的关键。
我国铁路发展提速、重载运输后，有4个特点影响到钢轨的服役状态。
高密度、高速度、高牵引定数和大轴重并举：
提速后，四大干线旅客列车速度达到140~160km/h，货物列车速度达到80-85km/h。
四大干线已开行牵引定数5000t的重载列车。大秦线运煤单元列车全列重量10000t。
新设计生产的重载货车轴重达25t，增加了轮轨间接触应力和疲劳负荷。
曲线外轨超高位置：
由于我国铁路系统是客、货列车混跑，使得轮轨之间的接触偏离设计状态，使得钢轨的服役条件更加苛刻。
内燃电力牵引比例增加：
轴重与轮径之比P/D较蒸汽机车大，由于减小了轮轨之间的接触面，增加了接触应力。
蛇行运动：
列车速度提高后，两侧钢轨造成不均匀的磨耗和剥离。
技术条件指标
⑴ 化学成分和残留元素：200km/h钢轨化学成分采用U71Mn，UIC900A，PD3和BNbRE四个钢种，300km/h钢轨采用欧洲标准EN260，但其成分含量比原钢号成分稍做调整。
⑵ 氢含量：钢水中[H]≤2.510-6；成品轨中[H]≤1.510-6。
⑶ 总氧含量：[O]≤2010-6。
⑷ 拉伸：表1。
⑸ 踏面中心线硬度：表1。
表1钢轨的力学性能
钢号 抗拉强度/MPa 伸长率/ % 轨头踏面中心线硬度（HB）
U71Mn,UIC900A ≥880 ≥10 260~300
PD3,BNbRE ≥980 ≥9 280~320
EN260 ≥880 ≥10 260~300
注：同一根钢轨上，其硬度变化范围不大于30HB。
⑹ 显微组织：钢轨断面的显微组织应为珠光体（允许有少量铁素体）组织，不得有马氏体、贝氏体及沿晶界分布的渗碳体。
⑺ 脱碳层：连续封闭的铁素体网深度不得超过0.5mm。
⑻ 非金属夹杂物：按GB10561标准检测，指标见表2。
表2 非金属夹杂物规定
A类杂质 B、C、D类杂质
200km/h ≤2.5级 ≤1.5级
300km/h ≤2级 ≤1级
⑼ 低倍组织：不得有白点、缩孔残余、内裂、异金属夹杂物、翻皮、分层和肉眼可见的夹杂及任何有害缺陷。
⑽ 落锤：（略）
⑾ 尺寸：（略）
⑿ 表面质量：（略）
⒀ 超声波探伤：人工平底孔2。
⒁ 轨底残余应力：≤250MPa。
⒂ 断裂韧性：KIC最小值26MPa。m1/2, 平均值29MPa。m1/2。
⒃ 疲劳裂纹扩展速率：K=10MPa。m1/2，da/dN≤17m/GC, k=13.5MPa。m1/2 ，da/dN≤55m/GC。
⒄ 疲劳：总应变幅为1350时，每个试样的疲劳寿命应大于5106次。
摘自中国冶金2000年第六期 作者：贾国平（中国铁路物资总公司）
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重载运输有哪些标准
重载运输是指在先进的铁路技术装备条件下，扩大列车编组，提高列车重量的运输方式。重载运输是除高速铁路以外，铁路现代化的又一个标志。
国际重载协会认为，重载铁路必须满足以下三条标准中的至少两条：经常、定期开行或准备开行总重至少为5000吨的单元列车或组合列车；在长度至少为150千米的线路区段上，年计费货运量至少达2000万吨；经常、正常开行或准备开行轴重25吨以上(含25吨)的列车。
重载运输的机车车辆最起码要拉得动、装得多、经得住折腾。拉得动是指牵引机车的功率要足够大，一台不够就用两台甚至三台。不过，使用的机车越多，协调越难，要求的行车技术越高。车辆要采用新材料、新结构和新工艺，尽可能减轻车辆本身的自重，增加货物的载重量。另外在车辆体积不超过一定的轮廓范围之内(即机车车辆限界)的同时，尽可能扩大车辆的容积。
重载列车爬坡难，下坡也难。在长大下坡区段，只依靠机车的制动力很难将整个列车停住，这是因为数量众多的车辆下滑力大大超过机车的制动力。如果车辆仍按常规设计，列车在长大下坡地段就会发生颠覆事故。为此，重载列车中的部分车辆必须安装双管制动系统，使一部分车辆参与机车的制动，才能和其余的车辆下滑力相平衡，确保下坡地段的列车安全。开行重载列车的目的之一就是要降低运输成本，提高车辆的运用率。因此，重载列车一般均是固定编组循环往复运行。这种固定编组循环运行列车的车辆结构必须牢固可靠，无须经常修理。p>