一种中碳车轮钢及其热处理方法及车轮的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110284069A(43)申请公布日2019.09.27(21)申请号201910695972.XC21D6/00(2006.01)(22)申请日2019.07.30C21D9/34(2006.01)(71)申请人马鞍山钢铁股份有限公司地址243041安徽省马鞍山市雨山区九华西路8号(72)发明人万志健丛韬赵海陈刚邹强宫彦华姚三成高伟(74)专利代理机构芜湖安汇知识产权代理有限公司34107代理人尹婷婷(51)Int.Cl.C22C38/02(2006.01)C22C38/04(2006.01)C22C38/22(2006.01)C21D1/18(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种中碳车轮钢及其热处理方法及车轮的制备方法(57)摘要本发明公开了一种中碳车轮钢及其热处理方法及车轮的制备方法，所述中碳车轮钢包括以下重量百分比的化学成分：C0.48～0.52％、Si0.20～0.40％、Mn0.60～0.80％、P≤0.020％、S≤0.015％、Mo0.09-0.12％、Cr0.15～0.30％，其余为Fe和不可避免的杂质元素，本发明车轮相比传统ER7车轮钢，在轮辋韧性水平基本相当的前提下，能够显著提高车轮轮辋强度，从而有效提高了抗滚动接触疲劳性能，降低失圆发生的概率，提高车辆运行品质及安全性。CN110284069ACN110284069A权利要求书1/1页1.一种中碳车轮钢，其特征在于，包括以下重量百分比的化学成分：C0.48～0.52％、Si0.20～0.40％、Mn0.60～0.80％、P≤0.020％、S≤0.015％、Mo0.09-0.12％、Cr0.15～0.30％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。2.根据权利要求1所述的中碳车轮钢，其特征在于，包括以下重量百分比的化学成分：C0.50～0.51％、Si0.28～0.35％、Mn0.70～0.80％、P≤0.020％、S≤0.015％、Mo0.09-0.12％、Cr0.20～0.30％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。3.根据权利要求1或2所述的中碳车轮钢，其特征在于，所述中碳车轮钢的金相组织为铁素体+珠光体；其Rm≥933MPa，踏面下35mm处硬度≥259HB，外侧面硬度≥270HB。4.一种如权利要求1-3任意一项所述的中碳车轮钢的热处理方法，其特征在于：包括轮辋淬火和回火工艺。5.根据权利要求4所述的中碳车轮钢的热处理方法，其特征在于：所述轮辋淬火工艺中，车轮随炉升温至850-890℃保温2.5-3.0小时后，轮辋踏面喷水冷却使轮辋内部金属以2℃/s～5℃/s的冷却速度加速冷却至500℃以下。6.根据权利要求4所述的中碳车轮钢的热处理方法，其特征在于：所述回火工艺中，回火的条件为470-490℃回火处理4.0-5.0小时。7.一种中碳车轮的制备方法，其特征在于，采用如权利要求1-3任意一项所述的中碳车轮钢按照以下工序制备得到：电炉冶炼连铸工序、切锭轧制工序、热处理工序。8.根据权利要求7所述的中碳车轮的制备方法，其特征在于：所述热处理工序中，采用如权利要求4-6任意一项所述的热处理方法进行热处理。2CN110284069A说明书1/5页一种中碳车轮钢及其热处理方法及车轮的制备方法技术领域[0001]本发明属于轨道交通车轮的制造领域，涉及一种中碳车轮钢及其热处理方法及车轮的制备方法，具体涉及一种运行速度在160km/h以下的中碳车轮钢及其热处理方法及车轮的制备方法。背景技术[0002]地铁是世界诸多大城市不可或缺的交通工具之一，是一种独立的有轨交通系统，其正常运行不受地面道路拥挤的影响，能快捷、安全、舒适地运送旅客。地铁(或者轨道交通)是现代城市交通的主流和方向，其运量大，速度快，干扰小，能耗低，被誉为现代城市的大动脉，而且是解决大城市交通紧张状况的最有效的方式。地铁在许多城市交通中已担负起主要的乘客运输任务。[0003]车轮是地铁列车的重要承载部件，其服役可靠性与列车的安全运行密切相关。车轮踏面制动是地铁列车的主要制动方式之一，车轮在运行过程中，承担轮轨接触载荷，工作条件十分恶劣。在这种不利环境下运行，地铁车轮踏面相应的出现了很多问题，比如车轮的异常磨耗，轮轨滚动接触疲劳引起的裂纹以及硌伤等，直接影响到车轮的运行品质及安全。其中，滚动接触疲劳是一个比较突出的问题。车轮滚动接触疲劳的形成原因与较多因素有关，硬度、制动方式、轮对空转打滑以及轮对的轮经查超过限度等。仅从车轮材质角度考虑，如何在保证韧性不降低的前提下提高硬度，这是缓解车轮接触疲劳的一个方法。[0004]国外地铁车轮主要采用EN13262标准中ER7材质车轮，其为中碳(≤0.52％)优质碳素