[發(fā)明專利]一種寒冷苛刻服役環(huán)境下軌道交通用貝氏體鋼車輪及其制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810639729.1
• 申請日: 2018-06-20
• 公開（公告）號: CN108707831A
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發(fā)明（設計）人: 張明如;趙海;謝世紅;肖鋒;方政;張峰
• 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: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C22C38/58;C22C38/02;C22C38/44;C22C38/42;C22C38/46;C22C38/48;C22C38/54;C21D9/34;C21D1/18;B60B17/00
• 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

1.一種寒冷苛刻服役環(huán)境下軌道交通用貝氏體鋼車輪，其特征在于，所述寒冷苛刻服役環(huán)境下軌道交通用貝氏體鋼車輪含有以下重量百分比的化學成分：C 0.05-0.30％、Ni0.50-1.50％、Cr 0.01-1.20％、Mn 0.70-2.10％、Si 0.20-1.00％、W0.01～1.00％、Mo0.05-0.60％、Cu 0.01-0.80％、V 0.01-0.20％、Nb 0.001-0.20％、B 0.0001-0.0350％、RE0.001-0.040％、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(jù)權利要求1所述的寒冷苛刻服役環(huán)境下軌道交通用貝氏體鋼車輪，其特征在于，所述寒冷苛刻服役環(huán)境下軌道交通用貝氏體鋼車輪含有以下重量百分比的化學成分：C0.15-0.21％、Ni 0.75-1.35％、Cr 0.25-0.48％、Mn 1.60-1.86％、Si 0.22-0.42％、W0.10～0.60％、Mo 0.20-0.38％、Cu 0.26-0.46％、V 0.06-0.14％、Nb 0.004-0.010％、B0.002-0.007％、RE 0.002-0.007％、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(jù)權利要求1或2所述的寒冷苛刻服役環(huán)境下軌道交通用貝氏體鋼車輪，其特征在于，所述車輪距踏面0-50mm內輪輞的金相組織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的體積百分數(shù)為1～16％；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(jù)權利要求3所述的寒冷苛刻服役環(huán)境下軌道交通用貝氏體鋼車輪，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；所述薄膜狀富碳殘余奧氏體為面心立方(fcc)殘余奧氏體。

5.根據(jù)權利要求1或2所述的寒冷苛刻服役環(huán)境下軌道交通用貝氏體鋼車輪，其特征在于，所述車輪與輪軌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(shù)。

6.根據(jù)權利要求1或2所述的寒冷苛刻服役環(huán)境下軌道交通用貝氏體鋼車輪，其特征在于，所述車輪的R_p0.2：650～685MPa；R_m：1080～1130MPa；A：17～19％；Z：38～40％；斷面硬度HBW 320-340；在0℃、-20℃、-40℃、-60℃的低溫沖擊功分別為：42～45J、33～36J、24～27J、16～18J；在0℃、-20℃、-40℃、-60℃的K_Q分別為：90～95MPa·m^1/2、85～90MPa·m^1/2、75～85MPa·m^1/2、65～75MPa·m^1/2。

7.根據(jù)權利要求1-6任意一項所述的寒冷苛刻服役環(huán)境下軌道交通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(jīng)LF+RH精煉及真空脫氣后，或者經(jīng)VD精煉及真空脫氣后，直接連鑄成圓坯，經(jīng)切錠、加熱與輾壓軋制、熱處理、精加工后形成軌道交通用車輪。

8.根據(jù)權利要求7所述的寒冷苛刻服役環(huán)境下軌道交通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(jù)權利要求7所述的寒冷苛刻服役環(huán)境下軌道交通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。