一种轨道交通货车用贝氏体钢车轮及其制造方法.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CN108754329A(43)申请公布日2018.11.06(21)申请号201810638563.1C22C38/46(2006.01)(22)申请日2018.06.20C22C38/48(2006.01)C22C38/54(2006.01)(71)申请人马钢（集团）控股有限公司C22C38/58(2006.01)地址243003安徽省马鞍山市雨山区九华C21D9/34(2006.01)西路8号C21D1/78(2006.01)申请人马鞍山钢铁股份有限公司(72)发明人张明如方政龚志翔赵海张磊董炜(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)C22C38/42(2006.01)C22C38/44(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图5页(54)发明名称一种轨道交通货车用贝氏体钢车轮及其制造方法(57)摘要本发明公开了一种轨道交通货车用贝氏体钢车轮及其制造方法。其化学成分为：C0.10-0.40％、Ni0.10-1.50％、Cr0.25-1.50％、Mn0.70-2.10％、Si0.20-1.00％、W0.01-1.00％、Mo0.05-0.60％、Cu0.01-0.80％、V0.01-0.20％、Nb0.001-0.20％、B0.0001-0.0350％、RE0.001-0.040％、P≤0.020％、S≤0.020％，其余为Fe和不可避免的残余元素；且2.0％≤Mn+Cr≤3.0％。本发明采用C-Ni-Mn-Cr-Mo新的合金设计体系和合金化原理，车轮成型后，经先进的热处理后轮辋获得无碳化物贝氏体组织结构，车轮具有优异的综合力学性能、耐腐蚀性能和服役性能，尤其是高的强度、硬度与韧性、高的抵抗轮轨滚动接触疲劳性能(RCF)与抵抗热裂纹等特点。CN108754329ACN108754329A权利要求书1/2页1.一种轨道交通货车用贝氏体钢车轮，其特征在于，所述轨道交通货车用贝氏体钢车轮含有以下重量百分比的化学成分：C0.10-0.40％、Ni0.10-1.50％、Cr0.25-1.50％、Mn0.70-2.10％、Si0.20-1.00％、W0.01-1.00％、Mo0.05-0.60％、Cu0.01-0.80％、V0.01-0.20％、Nb0.001-0.20％、B0.0001-0.0350％、RE0.001-0.040％、P≤0.020％、S≤0.020％，其余为Fe和不可避免的残余元素；且2.00％≤Mn+Cr≤3.00％。2.根据权利要求1所述的轨道交通货车用贝氏体钢车轮，其特征在于，所述轨道交通货车用贝氏体钢车轮含有以下重量百分比的化学成分：C0.16-0.25％、Ni0.75-1.41％、Cr0.26-0.68％、Mn1.55-1.96％、Si0.21-0.52％、W0.05-0.30％、Mo0.27-0.38％、Cu0.21-0.46％、V0.06-0.14％、Nb0.010-0.020％、B0.0010-0.0020％、RE0.001-0.003％、P≤0.012％、S≤0.010％，其余为Fe和不可避免的残余元素；且2.00％≤Mn+Cr≤3.00％。3.根据权利要求1或2所述的轨道交通货车用贝氏体钢车轮，其特征在于，所述车轮距踏面0-40mm内轮辋的金相组织主要为无碳化物贝氏体组织结构，即为纳米尺度的板条状过饱和铁素体，板条状过饱和铁素体的中间为纳米尺度的薄膜状富碳残余奥氏体；所述薄膜状富碳残余奥氏体占体积百分比为4～20％；辐板、轮毂的金相组织均为过饱和铁素体和粒状贝氏体。4.根据权利要求3所述的轨道交通货车用贝氏体钢车轮，其特征在于，所述板条状过饱和铁素体为体心立方(bcc)铁素体或者体心正方(bct)铁素体；所述富碳残余奥氏体为面心立方(fcc)残留奥氏体。5.根据权利要求1或2、以及3所述的轨道交通货车用贝氏体钢车轮，其特征在于，所述车轮与钢轨滚动接触时，车轮踏面的摩擦磨损面产生纳米微晶或非晶，降低轮轨接触摩擦系数。6.根据权利要求1-5所述的轨道交通货车用贝氏体钢车轮，其特征在于，所述车轮的Rp0.2：660～730MPa；Rm：1105～1200MPa；A：16～18％；Z：35～36％；断面硬度HBW330-370；室1/2温KU：59～75J；KQ：80～86MPa·m。7.根据权利要求1或2所述的轨道交通货车用贝氏体钢车轮的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：采用电炉冶炼或者转炉冶炼，经LF+RH精炼及真空脱气后，或者经VD精炼及真空脱气后，直接连铸成的圆坯，经切锭、加热与辗压轧制、热处理、精加工后形成直径为76