[發(fā)明專(zhuān)利]一種機(jī)車(chē)車(chē)輪用材料

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110968176.6
• 申請(qǐng)日: 2021-08-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113667901A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 霍鋒鋒;李鵬程;王辰浩;趙京貝;云紅麗;胡俊波;高利勇;叢韜;吳斯;趙颯
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 智奇鐵路設(shè)備有限公司;中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司金屬及化學(xué)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): C22C38/04
• 分類(lèi)號(hào): C22C38/04;C22C38/24;C22C38/28;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/50;C21C7/06;C21C7/064;C21C7/10;C22C33/04
• 代理公司: 太原申立德知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14115
• 代理人: 郭海燕

本發(fā)明屬于機(jī)車(chē)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種機(jī)車(chē)車(chē)輪用材料。該材料包括如下質(zhì)量百分比含量的微合金組分：C:0.57?0.70；Mn：0.50?1.10；Ni≤0.40；Ti≤0.06；V≤0.06；Cr≤0.30。與目前我國(guó)使用較多的ER8、ER9材料相比，本發(fā)明機(jī)車(chē)車(chē)輪用材料具有較高的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和塑性變形抗力以及抵抗?jié)L動(dòng)接觸疲勞性能，在相同條件下輪輞的硬度提高到了265HBW以上，此外，本發(fā)明將微合金元素Nb、Ti加入鋼中，并結(jié)合微合金元素V的使用，一方面可在熱加工過(guò)程中抑制奧氏體的形變?cè)俳Y(jié)晶并阻止其晶粒的長(zhǎng)大，另一方面可通過(guò)它們的碳氮化合物的應(yīng)變誘導(dǎo)析出，發(fā)揮Nb、V、Ti的沉淀強(qiáng)化作用，從而提高材料的裂紋萌生抗力、延緩裂紋擴(kuò)展，促進(jìn)全壽命周期的服役穩(wěn)定性，延長(zhǎng)使用壽命和運(yùn)營(yíng)里程。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)車(chē)領(lǐng)域，具體涉及一種機(jī)車(chē)車(chē)輪用材料。

背景技術(shù)

鐵路機(jī)車(chē)是客貨運(yùn)列車(chē)牽引單元，是決定鐵路運(yùn)能與運(yùn)效、保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)大動(dòng)脈安全高效運(yùn)行的關(guān)鍵裝備。機(jī)車(chē)車(chē)輪起傳遞牽引動(dòng)力作用，是機(jī)車(chē)關(guān)鍵零部件之一，也是機(jī)車(chē)中服役條件最為苛刻及關(guān)系列車(chē)運(yùn)行安全的重要構(gòu)件。我國(guó)機(jī)車(chē)車(chē)輪運(yùn)用工況相對(duì)于車(chē)輛存在高牽引、軸重大的特點(diǎn)，表現(xiàn)為高滑差、高剪切應(yīng)力和制動(dòng)牽引過(guò)程中熱-機(jī)械載荷。近年來(lái)，隨著提速重載的發(fā)展，機(jī)車(chē)車(chē)輪不同程度的出現(xiàn)踏面損傷、踏面磨損和不均勻磨耗等問(wèn)題，車(chē)輪踏面損傷直接影響鐵路機(jī)車(chē)的運(yùn)用安全、品質(zhì)和運(yùn)轉(zhuǎn)率，造成鏇修維護(hù)頻次的顯著增多而提高了車(chē)輪維護(hù)成本，車(chē)輪使用壽命的明顯縮短而提高了運(yùn)營(yíng)成本。

目前我國(guó)在役的機(jī)車(chē)車(chē)輪材料有J1、J2、J3、J11、J12、ER7、ER8、ER9等國(guó)內(nèi)外牌號(hào)，機(jī)車(chē)車(chē)輪材料牌號(hào)繁多，服役表現(xiàn)各異，未充分考慮車(chē)輪材料性能和特點(diǎn)與裝用機(jī)車(chē)型號(hào)以及服役線(xiàn)路的適應(yīng)性，導(dǎo)致車(chē)輪整體服役性能不佳，增加了機(jī)車(chē)運(yùn)用成本。因此，急需對(duì)機(jī)車(chē)車(chē)輪開(kāi)展新材料長(zhǎng)壽命化技術(shù)研究，進(jìn)一步提高機(jī)車(chē)車(chē)輪材料的適應(yīng)能力及服役可靠性，實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)車(chē)輪的服役壽命，節(jié)省機(jī)車(chē)的整體成本支出。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)目前機(jī)車(chē)車(chē)輪材料服役性能不佳、成本高的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種機(jī)車(chē)車(chē)輪用材料。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了下列技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種機(jī)車(chē)車(chē)輪用材料，包括如下質(zhì)量百分比含量的微合金組分：C:0.57-0.70；Mn：0.50-1.10；Ni≤0.40；Ti≤0.06；V≤0.06；Cr≤0.30；所述機(jī)車(chē)車(chē)輪用材料的低周疲勞強(qiáng)度為520-550MPa。

進(jìn)一步，所述機(jī)車(chē)車(chē)輪用材料，具體包括以下質(zhì)量百分比含量的微合金組分：C:0.57-0.67；S≤0.015；P≤0.02；Mn：0.60-0.90；Cr≤0.25；Ni≤0.25；Mo≤0.10；Cu≤0.25；Si：0.15-1.00；V≤0.04；Al≤0.06；Nb≤0.05；Ti≤0.03。

本發(fā)明還提供一種機(jī)車(chē)車(chē)輪用材料的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：

步驟1，使用電爐將廢鋼冶煉成鋼水，控制鋼水的溫度為1600℃-1660℃，同時(shí)調(diào)節(jié)微合金組分C、P、Si、Mn含量，使其質(zhì)量百分比含量滿(mǎn)足：C:0.57-0.67；P≤0.02；Si：0.15-1.00；Mn：0.60-0.90；

步驟2，通過(guò)LF爐對(duì)步驟1的鋼水進(jìn)行鋼包精煉，具體為，利用LF爐通過(guò)精煉渣進(jìn)行深脫硫、深脫氧、去夾雜，使S元素的質(zhì)量百分比含量≤0.015，非金屬夾雜物含量控制在下表要求的范圍內(nèi)；脫氧、脫硫結(jié)束后，對(duì)各微合金組分進(jìn)行微調(diào)，確保各微合金組分的質(zhì)量百分比含量滿(mǎn)足如下范圍：C:0.57-0.67；S≤0.015；P≤0.02；Mn：0.60-0.90；Cr≤0.25；Ni≤0.25；Mo≤0.10；Cu≤0.25；Si：0.15-1.00；V≤0.04；Al≤0.06；Nb≤0.05；Ti≤0.03；最后確保鋼水溫度在1630℃-1650℃；