專利名稱：一種含Nb高速列車車輪鋼的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，涉及中高碳車輪鋼材料，特別是一種含Nb中高碳鋼成分設(shè)計(jì)及其生產(chǎn)方法；是一種含Nb、Mn、Si、Cr等合金元素的中高碳鋼，適用于高強(qiáng)高韌性能配比中高碳高速列車車輪鋼的生產(chǎn)。
背景技術(shù)：
鐵路運(yùn)輸業(yè)已經(jīng)成為很多國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)工業(yè)。各國都投入了大量的人力、物力和財(cái)力對(duì)發(fā)展更高速、更穩(wěn)定、更安全的鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行研究。鐵路列車速度的提高和載重的增加，很大程度上影響鐵路交通的運(yùn)輸效率，與此同時(shí)也對(duì)高速列車車輪的性能，尤其是韌性，提出更高要求，以滿足其安全正常行駛。作為車輪鋼的主要材料，傳統(tǒng)的熱處理中高碳鋼在生產(chǎn)中存在一些問題，主要包括踏面及輪緣晶粒粗大且不均勻，易產(chǎn)生貝氏體和馬氏體硬相組織，鐵素體含量過少，珠光體晶粒尺寸分布不均等。最終導(dǎo)致工業(yè)生產(chǎn)中其性能難于達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，制約了我國高速列車車輪的發(fā)展。日本住有、法國VALDUNES、德國BVV、意大利LUCCHINI是世界上少數(shù)幾個(gè)具備高速車輪生產(chǎn)能力的車輪生產(chǎn)廠。目前，高速車輪的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)還處于嚴(yán)格保密狀態(tài)，極少見諸于文獻(xiàn)中。因日本、歐洲高速列車的總體技術(shù)路線不同，高速車輪的選材路線亦明顯不同。其車輪鋼的化學(xué)成分見表1，機(jī)械性能要求見表2。
表1日本、歐洲高速車輪鋼的化學(xué)成分
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權(quán)利要求
1.一種含Nb高速列車車輪鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于車輪鋼的化學(xué)成分重量百分比為C:0. 40-0. 70%, Mn0. 70-0. 80%, Si :0. 30-0. 60%, Nb0. 015-0. 110%, Cr :0. 20-0. 35%, P: (0. 020%, S: ^ 0. 015%，余量為！^e及不可避免元素；具體生產(chǎn)工藝為(1)按成分要求冶煉成鋼坯，加熱到1250士30°C并保溫1小時(shí)后，鍛造成型；(2)將步驟(1)得到鋼坯在850-900°C正火保溫1小時(shí)后，進(jìn)行空冷或噴水冷卻至室溫，保證冷卻速度控制在1_15°C /s的范圍內(nèi)，確保室溫組織為鐵素體和珠光體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含Nb高速列車車輪鋼的生產(chǎn)方法，其特征是化學(xué)成分中含C量為0. 45 0. 55%。
全文摘要
一種含Nb高速列車車輪鋼的生產(chǎn)方法，屬于金屬材料領(lǐng)域。車輪鋼的成分為C:0.40-0.70%，Mn:0.70-0.80%，Si:0.30-0.60%，Nb:0.015-0.110%，Cr:0.20-0.35%，P:≤0.020%，S:≤0.015%，余量為Fe及不可避免元素。經(jīng)過冶煉，鍛造成鋼坯，在850-900℃正火保溫1小時(shí)后，進(jìn)行空冷或噴水冷卻至室溫，保證冷卻速度控制在1-15℃/s的范圍內(nèi)，確保室溫組織為鐵素體和珠光體。本發(fā)明得到的高速列車車輪鋼，抗拉強(qiáng)度為740-900MPa，屈服強(qiáng)度為450-570MPa，斷后伸長率為15-25%，低溫(-20℃)沖擊功(Akv)為15-20J，室溫組織可獲得鐵素體比例為10-25%的均勻組織。本發(fā)明的含Nb高速列車車輪鋼具有高強(qiáng)度、高韌性的力學(xué)性能配合，克服了現(xiàn)有中高碳車輪鋼韌性值偏低的不足。
文檔編號(hào)C21D8/00GK102534396SQ20121006552
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月13日
發(fā)明者吳斯, 尚成嘉, 李秀程, 王學(xué)敏, 賀飛 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)