[發明專利]一種軌道交通貨車用貝氏體鋼車輪及其制造方法

在審

• 申請號: 201810638563.1
• 申請日: 2018-06-20
• 公開（公告）號: CN108754329A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 張明如;方政;龔志翔;趙海;張磊;董煒
• 申請（專利權）人: 馬鋼（集團）控股有限公司;馬鞍山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/48;C22C38/54;C22C38/58;C21D9/34;C21D1/78
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 尹婷婷

1.一種軌道交通貨車用貝氏體鋼車輪，其特征在于，所述軌道交通貨車用貝氏體鋼車輪含有以下重量百分比的化學成分：C 0.10-0.40％、Ni 0.10-1.50％、Cr 0.25-1.50％、Mn0.70-2.10％、Si 0.20-1.00％、W0.01-1.00％、Mo 0.05-0.60％、Cu 0.01-0.80％、V 0.01-0.20％、Nb 0.001-0.20％、B 0.0001-0.0350％、RE 0.001-0.040％、P≤0.020％、S≤0.020％，其余為Fe和不可避免的殘余元素；且2.00％≤Mn+Cr≤3.00％。

2.根據權利要求1所述的軌道交通貨車用貝氏體鋼車輪，其特征在于，所述軌道交通貨車用貝氏體鋼車輪含有以下重量百分比的化學成分：C 0.16-0.25％、Ni 0.75-1.41％、Cr0.26-0.68％、Mn 1.55-1.96％、Si 0.21-0.52％、W0.05-0.30％、Mo 0.27-0.38％、Cu0.21-0.46％、V 0.06-0.14％、Nb 0.010-0.020％、B 0.0010-0.0020％、RE 0.001-0.003％、P≤0.012％、S≤0.010％，其余為Fe和不可避免的殘余元素；且2.00％≤Mn+Cr≤3.00％。

3.根據權利要求1或2所述的軌道交通貨車用貝氏體鋼車輪，其特征在于，所述車輪距踏面0-40mm內輪輞的金相組織主要為無碳化物貝氏體組織結構，即為納米尺度的板條狀過飽和鐵素體，板條狀過飽和鐵素體的中間為納米尺度的薄膜狀富碳殘余奧氏體；所述薄膜狀富碳殘余奧氏體占體積百分比為4～20％；輻板、輪轂的金相組織均為過飽和鐵素體和粒狀貝氏體。

4.根據權利要求3所述的軌道交通貨車用貝氏體鋼車輪，其特征在于，所述板條狀過飽和鐵素體為體心立方(bcc)鐵素體或者體心正方(bct)鐵素體；所述富碳殘余奧氏體為面心立方(fcc)殘留奧氏體。

5.根據權利要求1或2、以及3所述的軌道交通貨車用貝氏體鋼車輪，其特征在于，所述車輪與鋼軌滾動接觸時，車輪踏面的摩擦磨損面產生納米微晶或非晶，降低輪軌接觸摩擦系數。

6.根據權利要求1-5所述的軌道交通貨車用貝氏體鋼車輪，其特征在于，所述車輪的R_p0.2：660～730MPa；R_m：1105～1200MPa；A：16～18％；Z：35～36％；斷面硬度HBW 330-370；室溫KU：59～75J；K_Q：80～86MPa·m^1/2。

7.根據權利要求1或2所述的軌道交通貨車用貝氏體鋼車輪的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步驟：采用電爐冶煉或者轉爐冶煉，經LF+RH精煉及真空脫氣后，或者經VD精煉及真空脫氣后，直接連鑄成的圓坯，經切錠、加熱與輾壓軋制、熱處理、精加工后形成直徑為760mm至970mm軌道交通用貨車輪；或者經電爐或轉爐冶煉、精煉后鑄造成型，經熱處理、精加工后形成直徑為760mm至970mm軌道交通用貨車輪。

8.根據權利要求7所述的軌道交通貨車用貝氏體鋼車輪的制造方法，其特征在于，所述熱處理的工藝為：將成型車輪加熱至860-950℃保溫3.0-4.5小時，輪輞踏面采用可程序控制的噴水強化冷卻至450℃以下，空冷至室溫，期間利用輪輞、輻板、輪轂的余熱進行自回火；或者在進行自回火后再加熱至450℃以下中低溫回火，回火時間30分鐘以上，回火后空冷至室溫。

9.根據權利要求7所述的軌道交通貨車用貝氏體鋼車輪的制造方法，其特征在于，所述熱處理的工藝為：車輪成型后，車輪空冷至450℃以下，再在450℃以下中低溫回火，回火時間30分鐘以上，回火后空冷至室溫。

10.根據權利要求7所述的軌道交通貨車用貝氏體鋼車輪的制造方法，其特征在于，所述熱處理工藝為：利用車輪成型后高溫余熱，直接將成型車輪輪輞踏面可程序控制的噴水強化冷卻至450℃以下，空冷至室溫，期間利用輪輞、輻板、輪轂的余熱進行自回火；或者在進行自回火后再加熱至450℃以下中低溫回火，回火時間30分鐘以上，回火后空冷至室溫。