本书主要介绍了作者科研团队30多年来耕耘在铁路轨道用钢方面的创新与实践成果。其创新之处在于：可用于制造铁路辙叉和钢轨的纳米孪晶奥氏体钢、纳米珠光体钢、超细贝氏体钢、超细马氏体钢等新钢种设计及其冶炼、铸造、轧制、锻造、焊接和热处理等冶金全流程技术方面的研究成果，其中，部分成果已在铁路线路上获得了很好的应用效果。同时，简略介绍了各类商业铁路轨道用钢的现状和进展。本书共分6篇32章，包括奥氏体钢篇、珠光体钢篇、贝氏体钢篇、马氏体钢篇、铁路轨道服役条件和用钢选择篇、材料计算科学在轨道用钢研究中的应用篇。
本书可供从事铁路轨道钢研究和生产的高等学校、科研院所、相关企业科研人员和工程技术人员参考。

第1篇 奥氏体钢
引言
1 轨道用C+Mn变量高锰钢
1.1 化学成分、组织和性能
1.2 疲劳性能
2 轨道用C+N强化高锰钢
2.1 化学成分、组织和性能
2.2 耐磨性能
2.3 疲劳性能
2.4 耐蚀性能
3 轨道用N+Cr强化高锰钢
3.1 化学成分、组织和性能
3.2 耐磨性能
3.3 疲劳性能
3.4 耐蚀性能
3.5 氮含量调控
3.6 热加工性能
4 轨道用高锰钢的预硬化
4.1 滚压预硬化
4.2 爆炸预硬化
4.3 高频冲击预硬化
4.4 感应加热预硬化
4.5 时效预硬化
5 轨道用高锰钢超细结晶组织调控
5.1 选择性热变形对高锰钢再结晶组织的影响
5.2 高压脉冲电流对高锰钢凝固组织的影响
5.3 高压脉冲电流对高锰钢再结晶组织的影响
5.4 超高压力对高锰钢凝固组织的影响
6 轨道用低碳CrNiMnMo奥氏体钢
6.1 奥氏体铁素体双相钢
6.2 奥氏体单相钢
6.3 奥氏体单相钢的组织和性能调控
7 高锰钢辙叉的失效
7.1 失效形式
7.2 失效机理
8 奥氏体轨道钢的应用
8.1 应用概况
8.2 重载铁路上的应用
第2篇 珠光体钢
引言
1 轨道用纳米珠光体钢化学成分设计
1.1 合金元素的作用
1.2 化学成分设计理论
1.3 珠光体纳米化机制
2 轨道用80CrSiV纳米珠光体钢
2.1 轧制变形量
2.2 终变形温度
2.3 轧后冷却速度
2.4 终冷温度
2.5 离线热处理工艺
3 轨道用90CrSiAl纳米珠光体钢
3.1 轧后控冷工艺
3.2 轧后欠速冷却工艺
4 纳米珠光体钢轨组织和性能
4.1 微观组织和力学性能
4.2 变形行为
4.3 耐磨性能
4.4 疲劳性能
5 高强度珠光体钢轨应用
5.1 高速铁路用亚共析珠光体钢轨
5.2 重载铁路用过共析珠光体钢轨
第3篇 贝氏体钢
引言
1轨道用超细贝氏体钢化学成分设计
1.1 碳的作用
1.2 锰的作用
1.3 硅的作用
1.4 铝的作用
1.5 镍的作用
1.6 钒的作用
1.7 合金元素的交互作用
2 轨道用超细贝氏体钢的组织和性能
2.1 微观组织
2.2 残余奥氏体稳定性
2.3 常规力学性能
2.4 低温冲击韧性
2.5 断裂吸收功
2.6 疲劳性能
2.7 耐蚀性能
2.8 焊接性能
3 轨道用超细贝氏体钢氢脆特性
3.1 均质超细贝氏体钢的氢脆
3.2 偏析超细贝氏体钢的氢脆
3.3 变形超细贝氏体钢的氢脆
3.4 氢致开裂行为
3.5 氢对超细贝氏体钢疲劳性能的影响
4 轨道用贝氏体钢成分偏析
4.1 成分偏析特征
4.2 微观组织和力学性能
4.3 耐磨性能
4.4 疲劳性能
5 轨道用贝氏体钢热处理调控
5.1 正火工艺调控
5.2 回火工艺调控
5.3 终变形温度的调控
6 轨道用超细贝氏体钢形变热处理调控
6.1 层错能调控形变热处理
6.2 第二相析出调控形变热处理
7 轨道用贝氏体钢的失效
7.1 案例一
7.2 案例二
8 贝氏体轨道钢的应用
8.1 超细贝氏体钢辙叉
8.2 低碳贝氏体钢轨
第4篇 马氏体钢
引言
1 轨道用低碳马氏体钢化学成分设计
1.1 化学成分
1.2 热处理工艺
2 轨道用22MnSi2CrMoNi马氏体钢
2.1 微观组织和力学性能
2.2 疲劳性能
2.3 耐磨性能
3 轨道用18Mn3Si2CrMo马氏体钢
3.1 相变动力学
3.2 微观组织和力学性能
3.3 疲劳性能
第5篇 铁路轨道服役条件和用钢选择
1 铁路轨道服役条件
1.1 钢轨服役条件
1.2 辙叉服役条件
2 铁路轨道用钢选择
2.1 钢轨钢选择
2.2 辙叉钢选择
第6 篇材料计算科学在轨道用钢研究中的应用
引言
1 高锰钢辙叉与高碳钢钢轨闪光焊接有限元模拟
1.1 模型构建
1.2 焊接接头温度场
1.3 保压时间对焊接接头温度场影响
1.4 焊接材料长度对焊接接头温度场影响
2 高锰钢辙叉服役特性有限元模拟
2.1 拼装高锰钢辙叉服役特性
2.2 整铸高锰钢辙叉服役特性
3 高锰钢辙叉疲劳损伤有限元模拟
3.1 多孔洞应力应变场
3.2 三维孔洞应力应变场
3.3 三维裂纹应力应变场
4 高锰钢中位错与孪晶交互作用分子动力学模拟
4.1 模型构建
4.2 位错形成能
4.3 位错运动行为
4.4 位错与孪晶交互作用
5 高锰钢中微量元素分布第一性原理模拟
5.1 理论和方法
5.2 氮在不同类型奥氏体晶界偏聚行为
5.3 氮在奥氏体∑5(210)晶界偏聚行为
5.4 磷和硫在∑5(210)奥氏体晶界偏聚行为
6 贝氏体钢氢脆特性第一性原理模拟
6.1 模型构建
6.2 氢对电子结构的影响
6.3 氢对几何结构的影响
参考文献