[發明專利]一種高強度高耐磨型動車車輪鋼及其制造方法

有效

• 申請號: 201811018462.0
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN109023067B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 王飛;孫曉林
• 申請（專利權）人: 天津鋼研海德科技有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/42;C22C38/40;C21D8/00;C22B9/18;C21C7/10
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 王海燕

本發明公開了一種高強度高耐磨型動車車輪鋼及其制造方法，通過電爐冶煉，LF爐精煉，VD脫氣，氬氣保護澆注，保護氣氛電渣重熔減少夾雜物數量和控制夾雜物形狀，高溫擴散，鍛造，退火進行車輪鋼的制造。利用本發明技術方案可獲得基體純凈，組織均勻的高強度高耐磨型動車車輪鋼。其抗拉強度可滿足900?1050MPa，屈服強度可以達到550?700Mpa，斷裂伸長率達到16％以上，室溫20℃，KU平均沖擊值為21J以上，低溫KV?20℃平均沖擊值為11J；輪輞斷裂韌性平均值為80MPa·m^1/2以上。滾動摩擦試驗條件下耐磨性能較常規車輪提升10％以上。

技術領域

本發明涉及一種高速鐵路用鋼領域，特別是一種高強度高耐磨型動車車輪鋼及其制造方法

背景技術

車輪是火車的的重要組成部件，車輪的磨損、疲勞及機械損傷，直接影響其使用壽命和行車安全。研究結果表明，運行速度超過120km/h后，列車的動力學條件發生顯著變化，車輪的使用條件也發生顯著變化。隨著列車運行速度的提高，車輪與鋼軌之間的磨損加劇，并且高速車輪制動過程中，產生大量的摩擦熱，加劇了車輪的疲勞、剝離等引發的失效問題，對于300km/h以上的高速列車，需要車輪以高的強度來承載重量、高韌性來保證車輪運行的可靠性，以高的耐磨性來延長使用壽命。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高強度高耐磨型動車車輪鋼及其制造方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種高強度高耐磨型動車車輪鋼及其制造方法，其重量百分比計化學成分含量：C0.54-0.62％，Si0.12-0.38％，Mn0.3-0.7％，Cr0.12-0.28％，Mo＜0.06％，V＜0.05％，Cu＜0.08％，Ni 0.12-0.20％，P＜0.0150％，S＜0.0010％，0＜0.0010％，N＜0.0070％，稀土0.002％-0.005％，21.3≤5.4+17*C+2.4*Si+7.3*Mn+5.6*Cr+41*Mo+37*V+11*Ni≤31.4，余量為Fe和雜質。

其重量百分比計化學成分含量：C0.55％，Si0.18％，Mn0.6％，Cr0.18％，Mo0.05％，Ni 0.14％，P0.012％，S0.0008％，00.0006％，N0.0065％，余量為Fe和雜質。

其重量百分比計化學成分含量：C0.57％，Si0.28％，Mn0.7％，Cr0.15％，MoO.05％，Ni 0.17％，P0.013％，S0.0007％，00.0005％，N0.0060％，余量為Fe和雜質。

其重量百分比計化學成分含量：C0.59％，Si0.22％，Mn0.5％，Cr0.20％，Mo0.06％，Ni 0.15％，P0.013％，S0.0007％，00.0009％，NO.0061％，余量為Fe和雜質。

作為優選，鋼種加入0.002-0.005％稀土。

其氧硫含量均小于0.0010％。

鋼中氮含量小于0.0070％。

其抗拉強度滿足900-1050MPa情況下，屈服強度達到550-700Mpa，斷裂伸長率達到16％-21％，室溫20℃，KU平均沖擊值為17-22J，低溫KV-20℃，平均沖擊值為9-13J。

包括以下過程和步驟：

1)電爐及LF爐精煉：按照上述重量百分比計化學成分含量：C0.54-0.62％，Si0.12-0.38％，Mn0.3-0.7％，Cr0.12-0.28％，Mo＜0.06％，V＜0.05％，Cu＜0.08％，Ni0.12-0.20％，其余為Fe進行配料、通過電爐，控制出鋼P＜0.015％，然后通過LF精煉調整合金成分和脫硫，控制S＜0.003％；