铁道车辆车轮轮坯用钢、铁道车辆车轮及制造方法.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CN107058864A(43)申请公布日2017.08.18(21)申请号201710015332.0C22B9/18(2006.01)(22)申请日2017.01.10(71)申请人北京特冶工贸有限责任公司地址100043北京市石景山区京原路7号(72)发明人张绵胜张志强张志勇白秉哲(74)专利代理机构北京同辉知识产权代理事务所(普通合伙)11357代理人刘洪勋(51)Int.Cl.C22C38/02(2006.01)C22C38/04(2006.01)C22C38/08(2006.01)C22C38/12(2006.01)C22C38/18(2006.01)C22C33/04(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称铁道车辆车轮轮坯用钢、铁道车辆车轮及制造方法(57)摘要本发明公开了一种铁道车辆车轮轮坯用钢，以重量百分比计含有：C:0.1～0.25％，Si:0.7～1.2％，Mn:1.5～2.2％，Cr:0.5～1％，Ni:0.3～0.8％，Mo:0.2～0.4％，余量为Fe及不可避免的杂质。该轮坯用钢在获得高强度的同时保持高韧性。本发明还提供了该轮坯的制造方法以及用该轮坯制成的铁道车辆车轮。CN107058864ACN107058864A权利要求书1/1页1.铁道车辆车轮轮坯用钢，以重量百分比计含有：C:0.1～0.25％，Si:0.7～1.2％，Mn:1.5～2.2％，Cr:0.5～1％，Ni:0.3～0.8％，Mo:0.2～0.4％，余量为Fe及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的铁道车辆车轮轮坯用钢，其以重量百分比计进一步还含有：限制在0.01％以下的P和限制在0.01％以下的S。3.根据权利要求1所述的铁道车辆车轮轮坯用钢，其具有无碳化物的马氏体-贝氏体复相组织。4.铁道车辆车轮，其由权利要求1-3任一所述的轮坯用钢制造得到。5.一种铁道车辆车轮轮坯的制造方法，包括如下工序：按权利要求1-3任一所述的轮坯用钢的化学组分熔炼成钢坯，然后将钢坯锻造成轮坯。6.根据权利要求5所述的方法，所述钢坯具体通过如下工序得到：在电炉中进行精炼，真空脱气后铸坯，然后再进行电渣重熔得到所述钢坯。7.根据权利要求6所述的方法，在电炉精炼出炉后，采用水冷冷却，并确保连续冷却至Ms点。8.权利要求5-7任一所述的制造方法制造得到的铁道车辆车轮轮坯。9.一种铁道车辆车轮轮坯的制造方法，包括如下工序：按权利要求1-3任一所述的轮坯用钢的化学组分铸造成轮坯。10.权利要求9所述的制造方法得到的铁道车辆车轮轮坯。2CN107058864A说明书1/5页铁道车辆车轮轮坯用钢、铁道车辆车轮及制造方法技术领域[0001]本发明涉及一种铁道车辆车轮轮坯用钢及其车轮和制造方法，具体涉及采用特定化学组分的铁道车辆车轮轮坯用钢，同时具有高强度和高韧性，以及该轮坯的制造方法以及利用该轮坯得到的铁道车辆车轮。背景技术[0002]目前，作为高速轮轨铁路发展的核心技术之一,火车车轮用钢的研究重点是如何保证在运行条件下车轮使用安全和使用寿命。[0003]研究结果表明,火车运行过程中,火车的动力学条件发生显著变化,车轮的使用条件也发生显著变化。车轮在火车运行中起承载、传递动力以及制动等作用。随着火车运行速度的提高,车轮与钢轨之间的磨损加剧,并且在火车的制动过程中,产生大量的摩擦热,加剧了车轮和钢轨因疲劳、剥离等引发的失效问题,给火车的安全运行带来极大的隐患,甚至发生安全事故,同时增加了铁路检修成本。1998年德国高速列车出轨,造成100多人死亡的惨重事故,其起因就是车轮的疲劳断裂。因此各国为适应火车高速运行的需求,纷纷研制和生产新的火车车轮和钢轨用材料。[0004]从欧洲各国早些时候高速车轮用钢普遍采用UIC812-3标准的R7钢,主要以Si、Mn为强化元素,其各种元素的百分比含量极限应低于或等于下表中规定的数值。[0005]R7钢的化学成分如下表1所示：[0006]表1R7钢的化学成分[0007][0008]车轮轮辋的机械性能要求抗拉强度Rm为820MPa～940MPa,定倍数为A5的断裂伸长率≥14％，冲击韧性Aku(+20℃)≥15J,断面硬度为241HB～277HB。R7钢属中碳系铁素体-珠光体钢。国外研究者曾测定了R7车轮钢机械性能,其轮辋的抗拉强度范围为860MPa～940MPa,断面硬度极限值超过260HB,断裂韧性室温的Kq≈75Mpa·m1/2,-60℃～-20℃的Kq稳定在60Mpa·m1/2以上。后来由于车轮在运行中不断出现剥离等种种问题,特别是1998年德国高速车轮断裂导致高速列车出轨多人死亡以后,欧洲各国加大了对新型火车用车轮钢的研究,重点研究在保证材