T91

T91

Z71/2次列車是中國鐵路運行於首都北京至三明北站(福建三明沙縣)之間的直達特快列車,於2014年4月26日起開行,由北京局負責客運任務。列車經由京九、昌福線,使用25T型DC600V 2組,跨越福建、江西、湖北、安徽、河南、山東、河北、北京。

Z71次北京站開往三明北站

沿途各站停留時刻列表(2015年7月1日起實行)
站次 站名
到站時間
出站時間
本站停留時間
01 北京 本站始發,出發前5分鐘停止檢票(下同) 20:58 本站始發,出發前5分鐘停止檢票(下同)
02 聊城 00:23 00:27 4分鐘
03 菏澤 01:35 01:38 3分鐘
04 阜陽 次日03:51 次日03:58 7分鐘
05 九江 次日07:46 次日07:50 4分鐘
06 南昌西 次日08:52 次日09:03 11分鐘
07 撫州 次日10:02 次日10:07 4分鐘
08 泰寧 次日11:20 次日11:23 3分鐘
09 三明北 次日12:03 終點站 終點站

Z72次三明北站開往北京站

沿途各站停留時刻列表(2015年7月1日起實行)
站序
站名 到站時間 出站時間 本站停留時間
01 三明北 本站始發,發車前5分鐘停止檢票(下同) 15:27 本站始發,發車前5分鐘停止檢票(下同)
02 泰寧 16:07 16:10 3分鐘
03 撫州 17:24 17:28 4分鐘
04 南昌西 18:13 18:28 15分鐘
05 九江 19:30 19:36 6分鐘
06 阜陽 23:25 23:31 6分鐘
07 菏澤 次日01:44 次日01:47 3分鐘
08 聊城 次日02:54 次日02:58 5分鐘
09 北京 次日06:28 終點站 終點站

歷史

三明北站2013年9月26日開始運營

2014年4月26日零時起鐵路局調整運行圖,這次調圖最大的變化就是三明北站有發往北京的始發特快列車,在三明北的開車時間是14點20分,到北京的時間是第二天早晨6點28分,比K308次列車廈門高崎--北京西縮短了將近9個小時。車次為T91/

T92,該次列車三明北站可發售硬座、硬臥、軟臥,均有預留車票,大大方便了三明地區人們的出行。

三明市成為福建省第一個擁有圖定T車的城市

三明北站投入運營的同時,9月27日零時起沙縣火車站停止辦理客運業務。

沙縣火車站1956年7月21日投入運營,至此已運營57年的沙縣火車站客運光榮謝幕,全國各鐵路售票點將再也買不到前往沙縣的火車票,沙縣市民要乘坐普快列車,只有前往三明市去乘坐了,沙縣站成為歷史名詞。

福建為武夷山脈東南部丘陵地帶,沙縣已成為國家建設海峽西岸經濟中部地區重要中心地區,位於三明市區行政中心與南平市區行政中心中間位置,成為日後建設成城市群交通中心樞紐,境內已有多個高科技工業園區規劃建設投產,閩中地區飛機場已進入主體建設階段。由此可見沙縣地區是理想的下一個國家發展方向的投資理想地。

T91鋼簡介

T91鋼是美國國立像樹嶺實驗室和美國燃燒工程公司冶金材料實驗室合作研製的新型馬氏體耐熱鋼。它是在9Cr1MoV鋼的基礎上降低含碳量,嚴格限制硫、磷的含量,添加少量的釩、鈮元素進行合金化。

國軍制式步槍

聯勤205廠在2001年規劃出台軍第四代先進步槍研發計畫,該計畫名為“百年步槍”計畫。“百年步槍”計畫的研究成果在2002年公布出來,就是XT91步槍。到了2003年,台灣“國防部”正式宣布由於現役T65K2步槍服役時間已經超長,因此決定自民國93年至97年度,撥出18億元新台幣的預算擬訂購101,162支T91步槍。根據台軍方的宣稱,全新的T91步槍將優先配備本島的台海軍陸戰隊和空降兵特勤隊等特種部隊,然後推廣到其他守備部隊,最後配發金門外島部隊

T91從T86衍生出來的,雖然用新命名,但實際上基本上等於導軌型的T86,就好像美國的M16A2與M16A4的關係一樣。除此以外T91與T86幾乎完全一樣,所以它們的性能諸元也完全相同。雖然結構、尺寸和性能都相同,不過在外觀上,T86和T91還是比較容易分辨出來的。

首先,T91改用了類似美國M16A4的平頂型機匣,即由一根皮卡汀尼導軌代替原來T86的固定式提把和機械瞄具。通過導軌可以安裝各種光/電瞄準裝置或其他通用接口的附屬檔案,也能安裝帶傳統機械瞄具的可拆卸提把。

T91的護木外形仍保留著T86的設計特徵,只是稍作改變,最明顯的特徵是在護木下方增加了防滑紋。在導氣箍下面、緊鄰刺刀卡筍的後方增加了一段較短的皮卡汀尼導軌,可裝上戰術燈、雷射指示器之類的附屬檔案。但如果裝上這些附屬檔案後,則無法上刺刀。還有一個細節的變化是準星的保護方式由T86的護圈改為護翼。伸縮槍托仍然是原來的M4式槍托的設計,只是外形設計與T86的稍有區別,但據說在T91的槍托上採用了全新的材料製造,貼腮瞄準時更舒適。

T91配備的多功能刺刀不僅可以作為剪鐵絲網的剪刀,同時也可作為野外的開罐器。另外還為新槍配備了三點式戰術背帶。新設計的彈匣上增加了可觀察余彈數的窺視孔。

除此以外,T91與T86沒什麼區別。T91仍然可加掛T85榴彈發射器,安裝時不需要拆卸上、下護木就可直接安裝。手動保險/快慢機鏇柄仍然只在機匣左側才有,仍然是有保險-單發-3發點射-全自動這4個檔。由於槍管長度一樣,因此彈道性能也沒變化。據說聯勤研製了新型的槍彈,但這次在T91上仍然是使用TC74步槍彈。

槍械趣文

在2006年4月,台灣新聞媒體報導中提到,台陸軍裝甲部隊、機械化步兵和衛戍部隊等9支精銳戰鬥部隊及首都憲兵衛戍等部隊,在4月底已正式完成T91步槍的換裝,在一些部隊的門衛已經是持T91執勤了。但是從獲得的訊息來看,雖然槍是換上新的,但刺刀卻仍然是舊的,似乎沒有同步採購配套的多功能新刺刀。另外雖然T91的平頂型機匣是專為安裝瞄準鏡而設的,但配發的T91都沒有配瞄準鏡。此外這些新槍雖然都配上了新背帶,但卻似乎沒有教授運用這種多功能背帶的方法,所以看到許多裝備新槍的台灣士兵仍然用老方法背槍。

台軍這次換裝新步槍的進度大為超前,據說是與一項軍事外交行動受阻有關。據報導台灣原計畫用一批T91作為禮物提供給阿聯,再由阿聯送往部分中東國家。此安排與阿聯大公秘密訪問台北,隨後陳水扁又秘密訪問阿聯有關;前任“國防部”副部長霍守業為此又曾密秘訪問阿聯,洽談與中東國家軍事外交與軍品外交事項,阿聯曾有意以低價向台灣採購一萬支T91以促進雙方交流。此案曝光後,槍枝出口暫受阻。按戰國時代論壇上的大大們的分析,似乎是托“訊息暴光之福”,原定要給阿聯的槍送不出去,國軍兄弟才有幸裝備上新槍。

對於台灣軍方打算用T91全面代替T65K2,有人表示懷疑。因為雖然稱之為“步槍”,但T91實際上與M4卡賓槍屬於同一級別的武器武器。雖然現代步兵的作戰距離大多在300米內,但最近的戰鬥經驗發現5.56在中等距離上的殺傷力不足,而在卡賓槍的槍管上發射時,超過100米殺傷力就已經大為下降。T91比T65K2短了約20CM,輕了半公斤,其長度和重量的確更適合東方人使用,但如果作為制式步槍而全面代替T65K2,在性能方面就似乎有點力不從心。當然,對於裝甲部隊、炮兵、重武器操作員(如MK19自動榴彈發射器或迫擊炮手)等非一線徒步作戰人員來說,以T91換裝妨礙行動及增加攜行重量的T65K2也的確很合理。長短結合,同時裝備適應不同環境的武器,是現今戰鬥經驗的總結。

槍械結構

在有關T91全面代替T65K2的理論之一,是T65K2的結構複雜不易保養。其實T91仍然維持了T65K2的基本設計,槍機系統和擊發機構仍然與T65K2相同,除了導氣箍的變化較大外,在結構上沒有太大的簡化。

關於T65K2彈膛容易鏽蝕的問題,與台軍士兵保養不周有關。台灣的TC74步槍彈仍在用腐蝕性底火,加上台灣氣候潮濕,火藥殘渣吸水後會變得更具腐蝕性。射擊後如果沒有及時清理,在潮濕環境下火藥殘渣遇上水氣有可能會加速槍管的鏽蝕。據說台灣的義務兵大多懶於保養裝備,他們的役期太短,要忙的事情卻一大堆,反正裝備不是自己的,一年零八個月後拍拍屁股就走人,也沒人理你當初有沒有好好保養武器。有趣的是,在戰國時代論壇上有位大大稱,他曾在打靶前在網上找來M16的膛炸圖放給新兵們看,這下這些新兵們為了保命才自動自覺地在射擊前後清理好自己的步槍。所以即使裝備了T91,如果阿兵哥們還是不勤加保養的話,T65K2上容易鏽蝕的問題將會延續到T91身上。

在台灣的官方報導中提到,原來的T65K2不方便結合各種光學器材,因此才要換T91。這確是事實,T65K2設計中最差的部分就是提把鏡座,不通用美國M16的設計。結果要專門配發瞄準鏡,例如台灣產的TT-83雷射指示器、TS-73或XNS-18SA等夜視瞄準鏡,台軍中有些軍官曾自購過進口的瞄準鏡,結果無法裝在T65K2上。而聯勤也不生產搭配瞄準鏡座,只是生產了能卡在這個提把上的專用瞄準鏡而矣,能通用的就只有3種。所以T91改用皮卡汀尼導軌確是方便了安裝各種瞄準裝置。

化學成份

%

元素 含量

C 0.08-0.12

Mn 0.30-0.60

P ≤0.02

S ≤0.01

Si 0.20-0.50

Cr 8.00-9.50

Mo 0.85-1.05

V 0.18-0.25

Nb 0.06-0.10

N 0.03-0.07

Ni ≤0.40

T91鋼中各合金元素分別起到固溶強化、彌散強化和提高鋼的抗氧化性、抗腐蝕性能,具體分析如下。

①碳是鋼中固溶強化作用最明顯的元素,隨含碳量的增加,鋼的短時強度上升,塑性、韌性下降,對T91這類馬氏體鋼而言,含碳量的上升會加快碳化物球化和聚集速度,加速合金元素的再分配,降低鋼的焊接性、耐蝕性和抗氧化性,故耐熱鋼一般都希望降低含碳量,但含碳太低,鋼的強度將降低。T91鋼與12Cr1MoV鋼相比,含碳量降低20%,這是綜合考慮上述因素的影響而決定的。

②T91鋼中含微量氮,氮的作用體現在兩個方面。一方面起固溶強化作用,常溫下氮在鋼中的溶解度很小,T91鋼焊後熱影響區在焊接加熱和焊後熱處理過程中,將先後出現VN的固溶和析出過程:焊接加熱時熱影響區內已形成的奧氏體組織由於VN的溶入,氮含量增加,此後常溫組織中的過飽和程度提高,在隨後的焊後熱處理中有細小的VN析出,這增加了組織穩定性,提高了熱影響區的持久強度值。另一方面,T91鋼中還含有少量A1,氮能與其形成A1N,A1N在1 100℃以上才大量溶入基體,在較低溫度下又重新析出,能起到較好的彌散強化效果。

③加入鉻主要是提高耐熱鋼的抗氧化性、抗腐蝕能力,含鉻量小於5%時,600℃開始劇烈氧化,而含鉻量達5%時就具有良好的抗氧化性。12Cr1MoV鋼在580℃以下具有良好的抗氧化性,腐蝕深度為0.05 mm/a,600℃時性能開始變差,腐蝕深度為0.13 mm/a。T91含鉻量提高到9%左右,使用溫度能達到650℃,主要措施就是使基體中溶有更多的鉻。

④釩與鈮都是強碳化物形成元素,加入後能與碳形成細小而穩定的合金碳化物,有很強的彌散強化效果。

⑤加入鉬主要是為了提高鋼的熱強性,起到固溶強化的作用。

2.2

熱處理工藝

T91的最終熱處理為正火+高溫回火,正火溫度為1040℃,保溫時間不少於10 min,回火溫度為730~780℃,保溫時間不少於1h,最終熱處理後的組織為回火馬氏體。

2.3

機械性能

T91鋼的常溫抗拉強度≥585 MPa,常溫屈服強度≥415 MPa,硬度≤250 HB,伸長率(50 mm標距的標準圓形試樣)≥20%,許用應力值[σ]650℃=30 MPa。

2.4

焊接性能

按照國際焊接學會推薦的碳當量公式算得T91的碳當量為

可見T91的焊接性較差。

3T91焊接時存在的問題

3.1熱影響區淬硬組織的產生

從圖1可以看出,T91的臨界冷卻速度低,奧氏體穩定性很大,冷卻時不易發生正常的珠光體轉變,從而冷卻到較低溫度時發生了馬氏體轉變。正由於此,T91的淬硬和冷裂傾向很大。

圖1T91鋼的連續冷卻曲線

由於熱影響區的各種組織具有不同的密度、膨脹係數和不同的晶格形式,在加熱和冷卻過程中必然會伴有不同的體積膨脹和收縮;另一方面,由於焊接加熱具有不均勻和溫度高的特點,故而T91焊接接頭內部應力很大。

對於T91,奧氏體十分穩定,要冷卻到較低溫度(約400℃)才能變為馬氏體。粗大的馬氏體組織脆而硬,接頭又處在複雜應力狀態下。同時,焊縫冷卻過程中氫由焊縫向近縫區擴散,氫的存在促使了馬氏體脆化,其綜合作用的結果,很容易在淬硬區產生冷裂紋。

3.2熱影響區晶粒長大

焊接熱循環對焊接頭熱影響區的晶粒長大有重大的影響,特別是緊鄰加熱溫度達到最高的熔合區。當冷卻速度較小時,在焊接熱影響區會出現粗大的塊狀鐵素體和碳化物組織,使鋼材的塑性明顯下降;冷卻速度大時,由於產生了粗大的馬氏體組織,也會使焊接接頭塑性下降。

3.3軟化層的產生

T91鋼在調質狀態下焊接,熱影響區產生軟化層不可避免,而且比珠光體耐熱鋼的軟化更為嚴重。當用加熱和冷卻速度均較緩慢的規範時,軟化程度較大。另外,軟化層的寬度和它離熔合線的距離,不僅與焊接的加熱條件及特點有關,還與預熱、焊後熱處理等有關。哈爾濱鍋爐廠曾做過試驗得出T91焊接熱影響區硬度曲線,見圖2。

圖2T91焊接熱影響區硬度曲線

①730℃回火;②750℃回火

由圖2可以看出,T91鋼焊縫熱影響區產生的軟化現象比較嚴重,而且接頭的回火溫度越高,軟化程度越嚴重,接頭強度利用係數大大下降。

3.4應力腐蝕裂紋

T91鋼在焊後熱處理之前,冷卻溫度一般不低於100℃,如果在室溫下冷卻,而環境又比較潮濕時,容易出現應力腐蝕裂紋。德國規定:在焊後熱處理之前必須冷卻至150℃以下。在工件較厚、有角焊縫存在及幾何尺寸不好的情況下,冷卻溫度不低於100℃。如果在室溫下冷卻,嚴禁潮濕,否則容易產生應力腐蝕裂紋。

4T91鋼的焊接工藝

4.1預熱溫度的選擇

T91鋼的Ms點約為400℃,預熱溫度一般選在200~250℃。預熱溫度不能太高,否則接頭冷卻速度降低,可能在焊接接頭中引起晶界處碳化物析出和形成鐵素體組織,從而大大降低該鋼材焊接接頭在室溫時的衝擊韌性。預熱溫度的下限從哈爾濱鍋爐廠所做過的插銷試驗可得到很好的說明。

插銷試棒採用T91鋼,直徑8 mm,深0.5 mm,底板採用13CrMo鋼,厚20 mm,試驗在不預熱、預熱150℃、預熱200℃、預熱250℃條件下進行。焊條採用J707。焊接電流為165~170 A,電弧電壓為21~267 V,試驗結果如表2所示。

表2T91插銷試驗結果

試驗

條件 試樣

號 應力水平

/MPa 斷裂時間

/min

不預熱 1 303.8 9 9

2 186 8 237

3 176.4 8.3 1440未斷

預熱150℃ 4 421.4 8.1 1260

5 354.8 120未斷

預熱200℃ 6 465.2 8.6 1440未斷

7 482.7 8.1 438

8 539 7.9 313

預熱250℃ 9 539 8.2 1440未斷

10 600 8.0 1440未斷

由上述試驗結果知,在不預熱條件下,T91鋼焊接接頭的臨界應力為176.4 MPa;預熱150℃時,臨界應力為354.8 MPa,為T91鋼常溫屈服極限415 MPa的85.4%;預熱200℃以上時,臨界應力大於460 MPa,超過了T91鋼常溫屈服極限。由此,為避免T91鋼焊接時產生冷裂紋,預熱溫度必須不低於200℃,德國規定預熱溫度為180~250℃,美國CE公司規定預熱溫度為120~205℃。

4.2層間溫度的選擇

層間溫度不得低於預熱溫度下限,但如同預熱溫度的選取一樣,層間溫度也不能過高。T91焊接時層間溫度一般控制在200~300℃。法國規定:層間溫度不超過300℃。美國規定:層間溫度可位於170~230℃之間。

4.3焊後熱處理起始溫度的選擇

T91要求焊後冷卻到低於Ms點以下並保持一定時間再進行回火處理,焊後冷卻速度為80~100℃/h。如果未經保溫,接頭的奧氏體組織可能沒有完全轉變,回火加熱會促使碳化物沿奧氏體晶界沉澱,這樣的組織很脆。但是T91焊後也不允許冷卻到室溫再進行回火,因為其焊接接頭冷卻到室溫時就有產生冷裂紋的危險。對於T91來說,最佳起始溫度為100~150℃,並保溫1h,可基本確保組織轉變完畢。

4.4回火溫度、恆溫時間、回火冷卻速度的選擇

T91鋼冷裂傾向較大,在一定條件下,容易產生延遲裂紋,故焊接接頭必須在焊後24 h內進行回火處理。T91焊後狀態的組織為板條狀馬氏體,經過回火可變為回火馬氏體,其性能較板條狀馬氏體優越。回火溫度偏低時,回火效果不明顯,焊縫金屬容易時效而脆化;回火溫度過高(超過AC1線),接頭又可能再次奧氏體化,並在隨後的冷卻過程中重新淬硬。同時,如本文在前面所述,回火溫度的確定還要考慮接頭軟化層的影響。一般而言,T91回火溫度為730~780℃。

T91焊後回火恆溫時間不少於1 h,才能保證其組織完全轉變為回火馬氏體。

為了降低T91鋼焊接接頭的殘餘應力,必須控制其冷卻速度小於5 ℃/min。T91鋼的焊接工藝可用圖3表示。

圖3T91鋼焊接工藝

①預熱200~250 ℃;②焊接,層間溫度200~300 ℃;③焊後冷卻,速度為 80~100 ℃/h;④100~150 ℃保溫1 h;⑤730~780 ℃回火1 h;⑥以不大於5 ℃/min速度冷卻

5T91鋼在廣東省內火電廠套用實例

廣東省電力局第一焊接培訓中心曾作過Φ42 mm×5mm的T91小徑管對接的焊接工藝評定。採取的預熱溫度為200℃,焊後冷卻到150℃,保溫1h後進行回火,回火溫度為750~780℃,保溫1h,升降溫速度均小於5℃/min。焊後對試樣進行外觀檢查、斷口檢查、無損檢測、拉伸和彎曲試驗,結果均合格,這也說明上述焊接工藝是行之有效的。

上述焊接工藝已成功套用在沙角A廠、梅縣電廠高溫再熱器外圈。T91鋼在這些電廠套用後,由於超溫等造成的事故頻率大大降低。

6結論

①T91鋼靠合金化原理,尤其是添加了少量鈮、釩等微量元素,高溫強度、抗氧化性較12 Cr1MoV鋼有較大的提高,但其焊接性能較差。

②插銷試驗表明,T91鋼有較大冷裂傾向,選取預熱200~250 ℃,層間溫度200~300 ℃,可有效防止冷裂紋產生。

③T91焊後熱處理前,必須冷卻至100~150 ℃,保溫1 h;回火溫度730~780 ℃,保溫時間不少於1 h。

④以上焊接工藝已套用於200 MW、300MW 鍋爐製造生產實踐中,取得滿意效果,並獲得較大的經濟效益。

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