[發明專利]一種新型合金鋼空心車軸材料的熱處理方法

有效

• 申請號: 201210384581.4
• 申請日: 2012-10-11
• 公開（公告）號: CN102876860A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 朱靜;顧家琳;劉淑華;周惠華;潘濤;汝繼來;施惠基;林吉忠;穆恩生;鐘虓龑
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C21D1/60
• 分類號: C21D1/60;C21D1/18;C22C38/24;C22C38/46
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 薄觀玖

技術領域

本發明屬于高速鐵路客車用合金鋼空心車軸材料的熱處理工藝技術領域，特別涉及一種新型合金鋼空心車軸材料的熱處理方法。

背景技術

近年來，時速超過200?km的高速鐵路在我國快速發展，它不僅使傳統鐵路產業振興，還帶動了其他相關產業，促進了我國國民經濟的發展。迄今為止，中國鐵路運行的高速（200公里/小時以上）客車車軸有四種類型：CRH1，CRH2，CRH3和CRH5，主要依賴進口。其中CRH2型從日本進口，采用的是碳鋼和表面強化處理的技術路線；其他幾種類型是從歐洲進口，采用的是調質處理的合金鋼EA4T和30NiCrMoV12，對這兩種鋼雖然給出了化學成份和機械性能要求，但都沒有給出制造車軸的關鍵熱處理工藝技術。中國專利CN101857914A和CN102108436A給出了這兩種鋼的熱處理工藝，經處理后的車軸性能都分別超過歐洲同類合金鋼空心車軸的性能。CN101857914A的技術已在生產中使用。

發明內容

為了高鐵技術的全面國產化，本發明提供了一種新型合金鋼空心車軸材料的熱處理方法。

一種新型合金鋼空心車軸材料的熱處理方法，其具體步驟如下：

（1）預處理，溫度為：910?℃~950?℃，保溫3?h~5?h，空冷；

（2）淬火，溫度為：900?℃~940?℃，保溫3?h~5?h，水淬；

（3）回火，溫度為：620?℃~670?℃，保溫3?h~7?h，空冷。

所使用的新型合金鋼材料（GZ2）中C的含量為0.24?wt%~0.36?wt%，Si的含量為0.25?wt%~0.45?wt%，Mn的含量為0.50?wt%~0.85?wt%，P的含量為不大于0.01?wt%，S的含量為不大于0.004?wt%，Cr的含量為0.95?wt%~1.20?wt%，Mo的含量為0.20?wt%~0.45?wt%，Ni的含量為不大于0.50?wt%，Cu的含量為不大于0.40?wt%，V的含量為0.03?wt%~0.08?wt%，其它成分為Fe。

本發明的有益效果為：

其突出特點在于采用普通水介質進行淬火，水溫允許范圍寬，適合工業化大生產。這種新型合金鋼空心車軸的力學性能優于歐洲進口空心車軸（表2），特別是光滑試樣疲勞強度、缺口試樣疲勞強度（表2）和低溫沖擊韌性（圖3）優異，使得該種車軸可在我國各種氣候條件下使用。

附圖說明

圖1為本發明車軸軸身半徑1/2處組織電鏡照片；

圖2為本發明車軸材料缺口疲勞試驗的缺口幾何形式示意圖；

圖3為本發明在不同溫度下的沖擊韌性曲線，其中圖3a為橫向沖擊韌性曲線，圖3b為縱向沖擊韌性曲線；

圖4為本發明的工藝流程圖。

具體實施方式

本發明提供了一種新型合金鋼空心車軸材料的熱處理方法，下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步說明。

采用本發明方法處理一系列新型合金鋼空心車軸材料，具體方法見表1。

表1熱處理參數表

本發明方法易于控制，適合工業化生產，所用新型合金鋼空心車軸軸坯經上述熱處理工藝處理后的晶粒度為8~9級，其軸身半徑1/2處的微觀組織見圖1；其強度、塑性、韌性及疲勞性能見表2，均超過歐洲高速空心車軸標準EN13261的要求，在強度提高的情況下，塑性仍符合要求，有很好的強韌性配合。特別要指出的是光滑試樣疲勞強度、缺口試樣（缺口幾何見圖2）疲勞強度和低溫沖擊韌性（圖3）優異，使得該種材料制造的車軸可在我國各種氣候條件下使用。

表2??軸身半徑1/2處力學性能表

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