[發明專利]車軸鋼的熱處理工藝

在審

• 申請號: 201611105089.3
• 申請日: 2016-12-05
• 公開（公告）號: CN108148989A
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 曲立輝
• 申請（專利權）人: 青島小米星電子科技有限公司
• 主分類號: C21D9/28
• 分類號: C21D9/28;C21D6/00;C21D1/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種車軸鋼的熱處理工藝。車軸鋼的熱處理工藝包括以下步驟：(1)一次正火：溫度840?880℃，保溫時間3?5小時，然后冷卻至500℃以下；(2)二次正火：溫度800?840℃，保溫時間3?5小時，然后冷卻至250℃以下；(3)回火：溫度660?690℃，保溫時間3?5小時，然后冷卻至室溫。本發明還公開了一種車軸采用上述熱處理工藝制備而成。本發明解決了現有41CrMo鋼沒有與之配合的熱處理工藝的問題，使41CrMo鋼在保證強度的同時，提高了車軸鋼的韌性，使熱處理得到的車軸的綜合性能得到大幅提升。

技術領域

本發明涉及冶金技術，尤其涉及一種車軸鋼的熱處理工藝。

背景技術

車軸是鐵路貨車的關鍵走行部件，其性能是保證車輛安全運行的必要條件，關乎國家鐵路運輸安全。目前各國的鐵路貨車車軸基本上都是采用上世紀90年代研制出LZ 50鋼車軸，而鐵路貨車的軸重已從原來的21t、25t升級到現在的35.7t，現有L Z50鋼車軸的韌性(材料在塑性變形和斷裂過程中吸收能量的能力)已經無法滿足不斷提速、重載鐵路貨車的需要。

發明內容

本發明的目的在于，針對上述熱處理工藝的問題，提出一種車軸鋼的熱處理工藝，以實現制備得到的車軸具有高強度和高韌性的優點。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種車軸鋼的熱處理工藝，包括以下步驟：

(1)一次正火：溫度840-880℃，保溫時間3-5小時，然后冷卻至500℃以下；

(2)二次正火：溫度800-840℃，保溫時間3-5小時，然后冷卻至250℃以下；

(3)回火：溫度660-690℃，保溫時間3-5小時，然后冷卻至室溫。

進一步地，所述一次正火：溫度860-870℃，保溫時間3-5小時，然后冷卻500℃以下。

進一步地，所述二次正火：溫度820-830℃，保溫時間3-5小時，然后冷卻至250℃以下。

進一步地，所述回火：溫度670-680℃，保溫時間3-5小時，然后冷卻至室溫。

進一步地，所述一次正火冷卻速度為將車軸鋼在40-60min冷卻至500℃以下。

進一步地，所述二次正火冷卻速度為將車軸鋼在80-120min冷卻至250℃以下。

進一步地，所述一次正火和二次正火的升溫速度為2-10℃/min。

本發明的另一個目的還公開了一種車軸，采用上述熱處理工藝制備而成。

本發明公開了一種車軸鋼的熱處理工藝，通過兩次正火一次回火，得到了晶粒度均勻細化，且強度高、韌性高的41CrMo鋼車軸，滿足不斷提速、重載鐵路貨車的需要。

具體實施方式

為滿足不斷革新的鐵路貨車的需要，研制了新型車軸用41CrMo鋼，41CrMo鋼的化學成分如表3所示。

表3 41CrMo鋼的化學成分(余量為鐵及其他不可避免的元素)

碳成分是影響鋼材性能的重要元素，碳含量的增加雖然可以對鋼材起到很好的強化作用，但卻顯著降低了鋼材的韌性，為了提高鐵路行車安全性，本發明車軸用鋼適當降低了組分中的碳含量，并在降低碳含量的同時，通過合金化來提高車軸鋼的強度。優選地，所述車軸鋼中C 0.38-0.41％。

在降低車軸鋼組分中的碳含量的同時調低Si、Mn元素含量上限，可提高鋼的韌性。優選地，所述車軸鋼中Mn 0.60-0.70％。本發明車軸鋼包含0.90-1.2％的Cr，可增加車軸鋼的淬透性，促使淬火及回火后的車軸截面上獲得較均勻的組織，使其具有抗腐蝕抗氧化、抗酸、耐磨和耐疲勞的優點。