一種含鈮動車組車軸用鋼，其生產(chǎn)方法以及熱處理工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種含鈮動車組車軸用鋼，其生產(chǎn)方法以及熱處理工藝，按重量百分比包括組分C：0.24～0.30，Si：0.20～0.40，Mn：0.70～1.00，Cr：0.90～1.20，Ni：0.70～1.30，Mo：0.20～0.30，Cu：0.10～0.60，Zr：0.01～0.04，Nb：0.015～0.050，Ca：0.001～0.005，P≤0.010，S≤0.008，[N]：0.0040～0.0060，T[O]≤0.0015，Als：0.015～0.045，余為Fe和其它不可避免的雜質；所述鋼的組織為回火索氏體+少量下貝氏體，其中，車軸近表面回火索氏體含量為100％，車軸1/2半徑處回火索氏體含量在80～90％；其塑性和韌性明顯優(yōu)于商業(yè)鋼，其疲勞極限要顯著高于商業(yè)鋼，呈現(xiàn)出良好的強度韌性配合及優(yōu)異的抗疲勞性能。
【專利說明】
一種含鈮動車組車軸用鋼，其生產(chǎn)方法以及熱處理工藝
技術領域
[0001 ] 本發(fā)明涉及合金鋼領域，具體涉及用于抗拉強度750~900MPa、屈服強度2 600MPa、-40°CKV2 2 150J，同時要求具有優(yōu)異的抗疲勞性能的高速動車組車軸用鋼及其熱 處理工藝。
【背景技術】
[0002] 車軸是各種車輛中涉及安全的最重要的運動和承載部件之一。由于車軸承受著動 載荷，受力狀態(tài)比較復雜，如彎曲載荷、扭轉載荷、彎扭復合載荷，并受到一定沖擊，特別是 高速動車組車軸，其受力狀態(tài)更為復雜。因此，高速動車組車軸在服役過程中可能會因為疲 勞、彎曲、扭轉或拉伸應力等而發(fā)生斷裂，其中疲勞斷裂是高速車軸的普遍斷裂形式。為確 保車輛的安全運行，高速動車組車軸必須具有足夠的可靠性和疲勞安全系數(shù)。高速動車組 車軸材料是決定車軸使用壽命和可靠性的關鍵因素之一，因此，國內外十分重視對高速動 車組車軸用鋼的研發(fā)和疲勞性能的研究。
[0003] 隨著我國高速鐵路的快速發(fā)展，對動車組車軸的需要急劇增加，但目前仍主要依 賴于進口，因此，迫切需要開發(fā)適用于我國鐵路發(fā)展特點的高強高韌及長疲勞壽命的新材 質車軸鋼。近年來，國內外開展了抗疲勞破壞車軸鋼的研究開發(fā)。如中國專利申請 201110417295.9中的抗疲勞破壞車軸鋼，仍然采用傳統(tǒng)中碳車軸鋼的高C含量思路，C含量 (0.42~0.45% )較高，這使得鋼的韌性較差，無法滿足動車組車軸對韌性的要求，且抗疲勞 性能改善的幅度有限高。中國專利申請201210384581.4中的一種新型空心車軸用合金鋼， 盡管碳含量較低，具有較好的強韌性配合，但疲勞強度仍較低。從歐洲引進的動車組車軸主 要采用調質處理的合金鋼EA4T，雖然給出了化學成分及力學性能要求，但沒有給出關鍵熱 處理工藝參數(shù)，更重要的是鋼中的影響淬透性的合金元素含量偏低，導致大規(guī)格的動車組 車軸內部的組織(存在不允許存在的鐵素體)和性能(近心部強度、韌性和疲勞性能偏低)往 往難以達到標準的要求。這些均在實際應用中受到了限制，更為關鍵的是車軸鋼抗疲勞性 能改善的幅度均有限，影響其推廣應用。

【發(fā)明內容】

[0004] 針對以上技術問題，本發(fā)明的目的在于提供一種含鈮動車組車軸用鋼，其生產(chǎn)方 法以及熱處理工藝，使其抗拉強度750~900MPa、屈服強度2 600MPa、-40°CKV2 M50J，同時 要求具有優(yōu)異的抗疲勞性能。具體技術方案如下：
[0005] 一種含鈮動車組車軸用鋼，按重量百分比包括組分C: 0.24~0.30，Si : 0.20~ 0.40，Mn:0.70~1.00，Cr:0.90~1.20，Ni:0.70~1.30，Mo :0.20~0.30，Cu:0.10~0.60， Zr:0.01~0.04，Nb:0.015~0.050，Ca :0.001~0.005，P<0.010，S<0.008，[N]:0.0040~ 0.0060，T[0] < 0.0015，Als:0.015~0.045，其余為Fe和其它不可避免的雜質；所述鋼的組 織為回火索氏體+少量下貝氏體，其中，車軸近表面回火索氏體含量為100%，車軸1/2半徑 處回火索氏體含量在80~90%。
[0006]進一步地，按重量百分比包括組分C:0.29，Si:0.21，Mn:0.72，Cr :0.99，Ni:0.83， Mo:0.20，Cu:0.54，Zr:0.04，Nb:0.017，Ca :0.001，P:0.009，S:0.002，[N]:0.0044，T[0]: 0.0006 418:0.015，余為?6和其它不可避免的雜質。
[0007]進一步地，其縱向力學性能達到：Rm: 750MPa~900MPa，ReL或RPo.2 2 600MPa，A > 18 %，Z 2 40 %，-40 °C縱向沖擊吸收功KVP150J;斷裂韌性Kq值M 20MPa ? mV2;光滑試樣的 旋轉彎曲疲勞極限RfL 2 375MPa，缺口試樣的旋轉彎曲疲勞極限RfE 2 310MPa，缺口敏感性 RfL/RfE < 1.15;過盈量為0.04mm試樣的微動疲勞極限2 215MPa;鹽霧腐蝕14循環(huán)周次試樣 的腐蝕疲勞極限為2 275MPa;或者，鋼材的奧氏體晶粒度大于等于8.0級;鋼的組織為回火 索氏體+少量下貝氏體，其中，車軸近表面回火索氏體含量為100%，車軸1/2半徑處回火索 氏體含量約在80~90 %。
[0008] 上述含鈮動車組車軸用鋼的生產(chǎn)方法，包括如下步驟：
[0009] (1)電弧爐或轉爐冶煉；
[0010] (2)LF 爐精煉；
[0011] (3)RH或VD真空脫氣；
[0012] (4)連鑄；
[0013] (5)鑄坯加熱爐加熱；
[0014] (6)車軸坯乳制；
[0015] (7)車軸坯鍛造；
[0016] (8)毛坯車軸粗車；
[0017] ⑶熱處理；
[0018] (10)車軸外圓精車加工。
[0019] 進一步地，步驟(8)和(9)之間進一步包括步驟:車軸齊端面加工。
[0020] 進一步地，步驟(9)中采用正火+調質熱處理。
[0021] 進一步地，還包括如下步驟：
[0022] (11)車軸內孔鏜削加工；
[0023] (12)外圓磨削；
[0024] (13)探傷。
[0025] 一種上述含鈮動車組車軸用鋼的熱處理方法，包括如下步驟：
[0026] a.正火：以加熱速度50~100°C/h加熱至溫度870~900°C，在該溫度段加熱保溫時 間按1.2~1.7min/mm計算，空冷；
[0027] b.淬火：以加熱速度50~100°C/h加熱至溫度850~880°C，在該溫度段加熱保溫時 間按1.5~2.0min/mm計算，水冷；
[0028] c.回火：以加熱速度50~100°C/h加熱至溫度620~680°C，在該溫度段加熱保溫時 間按2~2.5min/mm計算，隨后空冷至室溫。
[0029] 進一步地，步驟a中，加熱速度為80°C/h，加熱至900°C，加熱保溫時間300min。
[0030] 進一步地，步驟b中，以80°C/h加熱至溫度880°C，加熱保溫時間270min，快速水冷； 在淬火槽中通過噴嘴對車軸進行水下噴水快速水冷至室溫，水冷冷卻速度控制在1.5~2.5 °C/s;步驟c中，以80°C/h加熱至溫度650°C，加熱保溫時間420min。
[0031 ]與目前現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有強度高、抗疲勞性能優(yōu)良的優(yōu) 點?？色@得700MPa以上的高強度，其塑性和韌性明顯優(yōu)于商業(yè)鋼，其疲勞極限要顯著高于商 業(yè)鋼，呈現(xiàn)出良好的強度韌性配合及優(yōu)異的抗疲勞性能。其中：Rm: 750MPa~900MPa，ReL或 RPo.2 2 600MPa，A2 18%，Z2 40%，-4(TC縱向沖擊吸收功KV22 150J;斷裂韌性Kq值 2 120MPa ? mV2;光滑試樣的旋轉彎曲疲勞極限RfL2 375MPa，缺口試樣的旋轉彎曲疲勞極限 RfE 2 3lOMPa，缺口敏感性RfL/RfE < 1 ? 15;過盈量為0 ? 04mm試樣的微動疲勞極限2 215MPa;鹽 霧腐蝕14循環(huán)周次試樣的腐蝕疲勞極限為2 275MPa;鋼材的奧氏體晶粒度大于等于8.0級； 高速動車組車軸"正火+調質(淬火+高溫回火)"熱處理后鋼的組織為回火索氏體+少量下貝 氏體，其中，車軸近表面回火索氏體含量為100%，車軸1/2半徑處回火索氏體含量約在80~ 90% 〇
【具體實施方式】
[0032]下面對本發(fā)明進行詳細描述，其為本發(fā)明多種實施方式中的一種優(yōu)選實施例。 [0033] 在一個優(yōu)選實施例中，一種含鈮動車組車軸用鋼，按重量百分比包括組分C: 0.24 ~0.30，Si:0.20~0.40，Mn:0.70~1.00，Cr:0.90~1.20，Ni :0.70~1.30，Mo:0.20~0.30， Cu:0.10~0.60，Zr:0.01~0.04，Nb:0.015~0.050，Ca:0.001~0.005，P < 0.010，S < 0.008，[幻：0.0040~0.0060，!'[0]<0.0015418:0.015~0.045，余為卩6和其它不可避免的 雜質；鋼的組織為回火索氏體+少量下貝氏體，其中，車軸近表面回火索氏體含量為1 〇〇 %， 車軸1/2半徑處回火索氏體含量在80~90%;其縱向力學性能達到:Rm:750MPa~900MPa，R eL 或Rpq.2 2 600MPa，A 2 18%，Z 2 40%，-40°C縱向沖擊吸收功KV2 2 150J;斷裂韌性Kq值 2 120MPa ? mV2;光滑試樣的旋轉彎曲疲勞極限RfL2 375MPa，缺口試樣的旋轉彎曲疲勞極限 RfE 2 3lOMPa，缺口敏感性RfL/RfE < 1 ? 15;過盈量為0 ? 04mm試樣的微動疲勞極限2 215MPa;鹽 霧腐蝕14循環(huán)周次試樣的腐蝕疲勞極限為2 275MPa;或者，鋼材的奧氏體晶粒度大于等于 8.0 級。
[0034]上述含鈮動車組車軸用鋼的生產(chǎn)方法，包括如下步驟:電弧爐或轉爐冶煉;LF爐精 煉;RH或VD真空脫氣;連鑄;鑄坯加熱爐加熱;車軸坯乳制；車軸坯鍛造;毛坯車軸粗車;車軸 齊端面加工;熱處理;車軸外圓精車加工;車軸內孔鏜削加工;外圓磨削;探傷。
[0035] 上述含鈮動車組車軸用鋼的熱處理方法，包括如下步驟:a.正火：以加熱速度50~ 100°C/h加熱至溫度870~900°C，在該溫度段加熱保溫時間按1.2~1.7min/mm計算，空冷； b.淬火：以加熱速度50~100°C/h加熱至溫度850~880 °C，在該溫度段加熱保溫時間按1.5 ~2. Omin/mm計算，水冷;c.回火：以加熱速度50~100°C/h加熱至溫度620~680°C，在該溫 度段加熱保溫時間按2~2.5min/mm計算，隨后空冷至室溫。
[0036] 在另一個優(yōu)選實施例中，可以采用如下方案：（1)適當降低傳統(tǒng)碳素車軸鋼中的C 元素含量，改善鋼的韌性和塑性；（2)向鋼中添加Ni、Cu元素改善鋼的淬透性和耐蝕性，并加 入微量的Zr、Nb、[N]元素以細化晶粒，從而提高鋼的韌性特別是低溫韌性，并改善鋼的強度 和韌性配合，提高鋼的抗疲勞性能；（3)加入適量的Ca元素，對鋼中的夾雜物進行變性處理， 同時嚴格控制鋼中雜質兀素T[0]、P、S等的含量，以進一步提尚鋼的抗疲勞性能。本發(fā)明的 關鍵之處在于將成分優(yōu)化調整與冶金質量控制有機地結合起來，在獲得高強度的同時，獲 得優(yōu)異的抗疲勞破壞性能和較低的成本。
[0037] 本發(fā)明鋼的具體化學成分（重量％ )如下：C: 0 ? 24~0 ? 30，Si : 0 ? 20~0 ? 40，Mn: 0 ? 70 ~1.00，Cr:0.90 ~1.20，Ni:0.70~1.30，Mo:0.20~0.30，Cu:0.10~0.60，Zr:0.01~0.04， Nb:0.015~0.050，Ca:0.001~0.005，P<0.010，S<0.008，[N]:0.0040~0.0060，T[0]< 0.0015 418:0.015~0.045，其余為?6和其它不可避免的雜質。
[0038] 上述各元素的作用及配比依據(jù)如下：
[0039] C:C元素是車軸鋼獲得高的強度、硬度所必需的。傳統(tǒng)車軸鋼中的C含量較高，如目 前鐵路貨車車軸用鋼LZ50中的碳含量為0.50%。高的C含量雖然對鋼的強度、硬度等有利， 但對鋼的塑性和韌性極為不利，且使屈強比降低、脫碳敏感性增大，惡化鋼的抗疲勞性能和 加工性能。因此適當降低鋼中的C含量，將其控制在0.30%以下。然而，淬火和高溫回火后為 了獲得所需的高強度和所必須的疲勞性能，C含量須在0.24%以上，因而C含量宜控制為 0.24 ~0.30%。
[0040] Si:Si是鋼中主要的脫氧元素，具有很強的固溶強化作用，但Si含量過高將使鋼的 塑性和韌性下降，C的活性增加，促進鋼在乳制和熱處理過程中的脫碳和石墨化傾向，并且 使冶煉困難和易形成夾雜物，惡化鋼的抗疲勞性能。因此控制Si含量為0.20~0.40%。
[0041 ] Mn:Mn是脫氧和脫硫的有效元素，還可以提高鋼的淬透性和強度，含量小于0.70% 時，難以起到上述作用。但淬火鋼回火時，Mn和P有強烈的晶界共偏聚傾向，促進回火脆性， 惡化鋼的韌性，因而控制Mn含量在1.00%以下。
[0042] Cr:Cr能夠有效地提高鋼的淬透性和回火抗力，以獲得所需的高強度；同時Cr還可 降低C的活度，可降低加熱、乳制和熱處理過程中的鋼材表面脫碳傾向，有利用獲得高的抗 疲勞性能。但含量過高會惡化鋼的韌性，因而控制Cr含量為0.90~1.20%。
[0043] Ni : Ni可提高鋼的淬透性、耐蝕性和保證鋼在低溫下的韌性。考慮到經(jīng)濟性，控制 Ni含量為0.80~1.30%。
[0044] M〇:M〇在鋼中的作用主要為提高淬透性、提高回火抗力及防止回火脆性。此外，Mo 元素與Cr元素的合理配合可使淬透性和回火抗力得到明顯提高。Mo含量過低則上述作用有 限，Mo含量過高，則上述作用飽和，且提高鋼的成本。因此，控制Mo含量為0.20~0.30%。
[0045] Cu:Cu在固溶強化、提高淬透性方面與Ni相似。同時，在鋼中加入銅還可提高鋼的 抗腐蝕疲勞性能，因為細小的Cu沉淀阻滯了疲勞的初期階段脈狀結構的形成，并且銅析出 物具有良好的塑性，可阻礙疲勞裂紋的擴展；另外，Cu還有一定的提高鋼耐蝕性作用;從而 提高鋼的腐蝕疲勞強度。但Cu含量過高，鋼在加熱乳制或鍛造過程中容易引起熱脆。綜合考 慮，范圍可控制在0.10~0.60%。
[0046] Zr:加入少量鋯有脫氣、凈化和細化晶粒作用，有利于提高鋼的低溫沖擊性能和強 度、疲勞性能指標。綜合考慮，范圍可控制在0.010~0.040%。
[0047] Nb:Nb對車軸鋼的強韌化效果主要表現(xiàn)為晶粒細化、析出強化和相變強化。Nb在鋼 中以置換溶質原子存在，Nb原子比鐵原子尺寸大，易在位錯線上偏聚，對位錯攀移產(chǎn)生強烈 的拖曳作用，使再結晶形核受到抑制，對再結晶具有強烈的阻止作用，提高了奧氏體的再結 晶溫度，從而達到細化奧氏體晶粒的目的，晶粒細化不僅能提高鋼材的強韌性，而且改善鋼 材的低溫性能。但其價格昂貴。綜合考慮，Nb的范圍可控制在0.015 %~0.050 %。
[0048] Ca:Ca具有脫氧脫硫和對非金屬夾雜物變性處理的作用，從而改善鋼的韌性和抗 疲勞性能。Ca含量小于0.001 %起不到上述作用，但含量超過0.005 %，則加入相當困難，且 夾雜物量增多。因而控制Ca含量為0.001~0.005%。
[0049] P:P能在鋼液凝固時形成微觀偏析，隨后在奧氏體化溫度加熱時偏聚在晶界，使鋼 的脆性顯著增大，所以控制P的含量在0.012%以下。
[0050] S:鋼中不可避免的不純物，形成MnS夾雜和在晶界偏聚會惡化鋼的韌性和抗疲勞 性能，因而控制其含量在0.008 %以下。
[0051] [幻：當鋼中有￥^1、^3、!^等存在時，氮會與它們形成碳氮化物，能阻止奧氏體再 結晶，細化晶粒，提尚鋼的初性，并能提尚鋼的強度。如氣含量偏尚，會以固溶狀態(tài)存在，從 而惡化鋼的韌塑性指標。綜合考慮，范圍可控制在0.0040~0.0060%。
[0052] T[0]:氧在鋼中形成各種氧化物夾雜。在應力的作用下，在這些氧化物夾雜處容易 產(chǎn)生應力集中，導致微裂紋的萌生，從而惡化鋼的力學性能特別是韌性和抗疲勞性能。因 此，在冶金生產(chǎn)中須采取措施盡可能降低其含量?？紤]到經(jīng)濟性，控制其含量在0.0015%以 下。
[0053]本發(fā)明含鈮高速動車組車軸用鋼生產(chǎn)工藝流程為：電弧爐或轉爐冶煉-LF爐精煉 -RH或VD真空脫氣-連鑄-鑄坯加熱爐加熱-車軸坯乳制-車軸坯鍛造-毛坯車軸粗車 -車軸齊端面加工-正火+調質熱處理-車軸外圓精車加工-車軸內孔鏜削加工-外圓磨 削-探傷。
[0054]本發(fā)明關鍵的熱處理工藝步驟如下：
[0055] (1)正火:將最大直徑為200mm、長度達2200mm的含鈮高速動車組車軸用鋼加熱(加 熱速度為50~100°C/h)至溫度870~900°C，在該溫度段加熱保溫時間按1.2~1.7min/mm計 算，空冷。經(jīng)正火后不僅細化了晶粒，而且改善了組織的不均勻性，為隨后的最終熱處理做 好組織準備。
[0056] (2)淬火:將最大直徑為200_、長度達2200mm的含鈮高速動車組車軸用鋼加熱(加 熱速度為50~100°C/h)至溫度850~880°C，在該溫度段加熱保溫時間按1.5~2.0min/mm計 算，隨后在淬火槽中，通過噴嘴對車軸進行水下噴水快速水冷(冷卻速度控制在1.5~2.5 °C/s)至室溫。
[0057] (3)回火:將最大直徑為200mm、長度達2200mm的含鈮高速動車組車軸用鋼加熱（加 熱速度為50~100°C/h)至溫度620~680°C，在該溫度段加熱保溫時間按2~2.5min/mm計 算，隨后空冷至室溫。經(jīng)過回火，可獲得均勻細密回火索氏體+少量下貝氏體的金相組織，從 而可獲得良好的韌塑性及合適的強度指標。
[0058]采用本發(fā)明的化學成分、工藝流程和熱處理工藝工藝參數(shù)生產(chǎn)的含鈮高速動車組 車軸用鋼，測定鋼材的縱向力學性能可達到：Rm: 750MPa~900MPa，ReL或RpO ? 2 2 600MPa，A 2 18%，Z2 40%，-40°C縱向沖擊吸收功KV2M50J;斷裂韌性KQ值M20MPa ? ml/2;光滑試 樣的旋轉彎曲疲勞極限RfL 2 375MPa，缺口試樣的旋轉彎曲疲勞極限RfE 2 310MPa，缺口敏 感性RfL/RfE < 1.15;過盈量為0.04mm試樣的微動疲勞極限2 215MPa;鹽霧腐蝕14循環(huán)周次 試樣的腐蝕疲勞極限為2 275MPa;鋼材的奧氏體晶粒度大于等于8.0級；高速動車組車軸 "正火+調質(淬火+高溫回火)"熱處理后鋼的組織為回火索氏體+少量下貝氏體，其中，車軸 近表面回火索氏體含量為100%，車軸1/2半徑處回火索氏體含量約在80~90%。
[0059]在另一個優(yōu)選實施例中：含鈮高速動車組車軸用鋼生產(chǎn)工藝流程為：電弧爐或轉 爐冶煉-LF爐精煉-RH或VD真空脫氣-連鑄-鑄坯加熱爐加熱-車軸坯乳制-車軸坯鍛 造-毛坯車軸粗車-車軸齊端面加工-正火+調質（淬火+高溫回火)熱處理-車軸外圓精 車加工4車軸內孔鏜削加工4外圓磨削4探傷。
[0060] 本發(fā)明含鈮高速動車組車軸用鋼的熔煉化學成分、主要熱處理工藝參數(shù)與性能的 實施例如下：
[0061] 熱處理工藝步驟及參數(shù)為：
[0062] (1)正火：以80 °C /h加熱至溫度900 °C，加熱保溫時間300min，空冷。
[0063] (2)淬火：以80°C/h加熱至溫度880°C，加熱保溫時間270min，快速水冷(冷卻速度 控制在1.5~2.5°C/s)。
[0064] (3)回火：以80°C/h加熱至溫度650°C，加熱保溫時間420min，空冷。
[0065]最大直徑為〇 200mm、長度達2200mm高速動車組車軸的熔煉化學成分質量百分比 (wt% )見表1，高速動車組車軸經(jīng)過以上熱處理后的性能指標見表2。
[0066]表1高速動車組車軸鋼的熔煉化學成分質量百分比(wt%)
[0068]表2高速動車組車軸熱處理后性能指標
[0071 ]續(xù)表2高速動車組車軸熱處理后性能指標
[0073]上面對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制， 只要采用了本發(fā)明的方法構思和技術方案進行的各種改進，或未經(jīng)改進直接應用于其它場 合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種含鈮動車組車軸用鋼，其特征在于，按重量百分比包括組分c: 0.24~0.30，Si : 0.20~0.40，Mn:0.70~1.00，Cr:0.90~1.20，Ni:0.70~1.30，Mo :0.20~0.30，Cu:0.10~ 0.60,Zr:0.01~0.04，Nb:0.015~0.050,Ca:0.001~0·005，Ρ < 0.010，S < 0.008,[N]: 0.0040~0.0060，T[0] <0.0015，Als:0.015~0.045,余為Fe和其它不可避免的雜質；所述 鋼的組織為回火索氏體+少量下貝氏體，其中，車軸近表面回火索氏體含量為100%，車軸1/ 2半徑處回火索氏體含量在80~90%。2. 如權利要求1所述的含鈮動車組車軸用鋼，其特征在于，按重量百分比包括組分C: 0.29，Si:0.21，Mn:0.72，Cr:0.99，Ni :0.83，Mo:0.20，Cu:0.54，Zr:0.04，Nb :0.017，Ca: 0.001，？:0.009,5:0.002，[幻：0.0044，1'[0] :0.0006，厶18:0.015，余為？6和其它不可避免的 雜質。3. 如權利要求1或2所述的含鈮動車組車軸用鋼，其特征在于，其縱向力學性能達到:Rm: 750MPa~900MPa，ReL或Rpq.2 2 600MPa，A 2 18%，Z 2 40%，-40°C縱向沖擊吸收功KV2 2 150J; 斷裂韌性Kq值2 120MPa · mV2;光滑試樣的旋轉彎曲疲勞極限RfL 2 375MPa，缺口試樣的旋轉 彎曲疲勞極限RfE 2 3lOMPa，缺口敏感性RfL/RfE < 1.15;過盈量為0.04mm試樣的微動疲勞極 限2 215MPa;鹽霧腐蝕14循環(huán)周次試樣的腐蝕疲勞極限為2 275MPa;或者，鋼材的奧氏體晶 粒度大于等于8.0級。4. 一種如權利要求1-3所述含鈮動車組車軸用鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括如下步 驟： (1) 電弧爐或轉爐冶煉； (2) LF爐精煉； (3) RH或VD真空脫氣； (4) 連鑄； (5) 鑄坯加熱爐加熱； (6) 車軸坯乳制； (7) 車軸坯鍛造； (8) 毛坯車軸粗車； (9) 熱處理； (10) 車軸外圓精車加工。5. 如權利要求4所述含鈮動車組車軸用鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟(8)和(9)之間 進一步包括步驟:車軸齊端面加工。6. 如權利要求4或5所述含鈮動車組車軸用鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟(9)中采用 正火+調質熱處理。7. 如權利要求4-6所述含鈮動車組車軸用鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，還包括如下步 驟： (11) 車軸內孔鏜削加工； (12) 外圓磨削； (13) 探傷。8. -種如權利要求1-3所述含鈮動車組車軸用鋼的熱處理方法，其特征在于，包括如下 步驟： a. 正火：以加熱速度50~100°C/h加熱至溫度870~900°C，在該溫度段加熱保溫時間按 1.2~1.7min/mm計算，空冷； b. 淬火：以加熱速度50~100°C/h加熱至溫度850~880 °C，在該溫度段加熱保溫時間按 1.5~2.0min/mm計算，水冷； c. 回火：以加熱速度50~100°C/h加熱至溫度620~680°C，在該溫度段加熱保溫時間按 2~2.5min/mm計算，隨后空冷至室溫。9. 如權利要求8所述含鈮動車組車軸用鋼的熱處理方法，其特征在于，步驟a中，加熱速 度為80°C/h，加熱至900°C，加熱保溫時間300min。10. 如權利要求8或9所述含鈮動車組車軸用鋼的熱處理方法，其特征在于，步驟b中，以 80°C/h加熱至溫度880°C，加熱保溫時間270min，快速水冷;在淬火槽中通過噴嘴對車軸進 行水下噴水快速水冷至室溫，水冷冷卻速度控制在1.5~2.5°C/s;步驟c中，以80°C/h加熱 至溫度650°C，加熱保溫時間420min。
【文檔編號】C21D9/28GK105821307SQ201610417011
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】孫維, 蘇世懷, 杜松林, 高海潮, 汪開忠, 龔志翔, 于文壇, 謝世紅
【申請人】馬鞍山鋼鐵股份有限公司