專利名稱：車軸鋼及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉車軸鋼及其生產(chǎn)方法，屬于合金鋼領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
車軸作為鐵道車輛的重要部件，長(zhǎng)期在重復(fù)或交變應(yīng)力條件下使用，受力情況復(fù) 雜，其質(zhì)量狀態(tài)與鐵路運(yùn)輸安全密切相關(guān)。以往車軸鋼主要采用LZ50鋼，LZ50鋼的合金成 分為0· 47 0. 57% C、0. 17 0. 40% Si、0. 60 0. 90% Mn,P 彡 0. 020%,S ^ 0. 020%, Al 彡 0. 020%, Cr 彡 0. 30%, Ni 彡 0. 30%, Cu 彡 0. 25%, H 彡 0. 00025%,0 彡 0. 0020%, N彡0.0070%。這種車軸鋼的屈服強(qiáng)度ReL約為345MPa，抗拉強(qiáng)度Rm約為6iOMPa，伸長(zhǎng) 率A約為20%，斷面收縮率Z約為37%，沖擊功Aku2約為25. J0由于車軸屬于大型鍛件， 鍛造后的車軸存在混晶、晶粒粗大等現(xiàn)象，因此，LZ50鋼的生產(chǎn)需經(jīng)兩次正火(溫度810 9600C ) + —次回火處理(回火處理溫度約為550°C )，每次正火處理時(shí)間約7小時(shí)、一次回 火處理保溫時(shí)間約6小時(shí)，以保證細(xì)小、均勻的組織，該種方法處理工序較多，時(shí)間較長(zhǎng)，能 耗大，生產(chǎn)成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種生產(chǎn)成本更低的車軸鋼。本發(fā)明車軸鋼，其化學(xué)成分按重量百分比為0. 38 0.42% C、0. 26 0.32% Si、 0. 70 0. 80% Μη、0. 08 0. 12V%,0. 015 0. 02% N，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。其中，本發(fā)明車軸鋼優(yōu)選由下述方法進(jìn)行熱處理而得鍛造后的車軸鋼毛坯加熱 至835 885°C并保溫3 4小時(shí)，然后空冷，冷卻后的車軸鋼毛坯加熱至530 570°C并 保溫4 6小時(shí)進(jìn)行回火處理。本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)車軸鋼的方法，該方法包括鍛造車軸鋼毛坯步驟，鍛造后 的車軸鋼毛坯加熱至835 885°C并保溫3 4小時(shí)，然后冷卻(優(yōu)選空冷)，冷卻后的車軸 鋼毛坯加熱至530 570°C并保溫4 6小時(shí)進(jìn)行回火處理得到車軸鋼；其中，所述車軸鋼 毛坯的化學(xué)成分按重量百分比為0. 38 0. 42% C、0. 26 0. 32% Si、0. 70 0. 80% Mn、 0. 08 0. 12V%,0. 015 0. 02% N，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明車軸鋼由于其熱處理工序步驟減少，熱處理總時(shí)間縮短，大幅降低了生產(chǎn) 能耗，節(jié)約了生產(chǎn)成本。另外，相比LZ50鋼，本發(fā)明車軸鋼的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度等性能也 有所提高。本發(fā)明為車軸鋼提供了一種新的選擇，具有廣闊的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明車軸鋼，其化學(xué)成分按重量百分比為0. 38 0.42% C、0. 26 0.32% Si、 0. 70 0. 80% Μη、0. 08 0. 12V%,0. 015 0. 02% N，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。其中，本發(fā)明車軸鋼優(yōu)選由下述方法進(jìn)行熱處理而得鍛造后的車軸鋼毛坯加熱 至835 885°C并保溫3 4小時(shí)，然后空冷，冷卻后的車軸鋼毛坯加熱至530 570°C并
3保溫4 6小時(shí)進(jìn)行回火處理。本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)車軸鋼的方法，該方法包括鍛造車軸鋼毛坯步驟，鍛造后 的車軸鋼毛坯加熱至835 885°C并保溫3 4小時(shí)，然后冷卻(優(yōu)選空冷)，冷卻后的車軸 鋼毛坯加熱至530 570°C并保溫4 6小時(shí)進(jìn)行回火處理得到車軸鋼；其中，所述車軸鋼 毛坯的化學(xué)成分按重量百分比為0. 38 0. 42% C、0. 26 0. 32% Si、0. 70 0. 80% Mn、 0. 08 0. 12V%,0. 015 0. 02% N，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。其中，上述鍛造車軸鋼毛坯步驟可以采用常規(guī)方法進(jìn)行鍛造。本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)上述化學(xué)成分的車軸鋼毛坯進(jìn)行熱處理時(shí)， 只需要進(jìn)行一次正火(即車軸鋼毛坯加熱至835 885°C并保溫3 4小時(shí))和一次回火 即可使車軸鋼中的奧氏體晶粒細(xì)小且尺寸均勻分布。通過(guò)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，車軸鋼毛坯加 熱至835 885°C時(shí)，細(xì)小、彌散分布的氮化釩顆粒具有抑制奧氏體晶粒粗大的作用，從而 一次正火和一次回火即可使車軸鋼中的奧氏體晶粒細(xì)小且尺寸均勻分布。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做進(jìn)一步的描述，并不因此將本發(fā)明限 制在所述的實(shí)施例范圍之中。實(shí)施例采用本發(fā)明方法對(duì)車軸鋼進(jìn)行熱處理車軸鋼在煉鋼過(guò)程中加入VN14合金，鋼坯成分(重量百分比)為0. 41 % C、 0. 32% Si、0. 71% Μη、0. 013% P、0. 010% S、0. 09% V,0. 0175% N，余量為鐵及不可避免的 雜質(zhì)。鋼水經(jīng)大方坯連鑄機(jī)澆鑄成360mmX450mm大方坯，后經(jīng)合理的大壓下量道次軋制成 250mmX 250mm車軸用鋼坯。軸坯鍛造工藝軋制的250X250mm方坯，在鍛造廠鍛造，采用推鋼式連續(xù)加熱，加熱溫度 1200°C，均熱溫度1140°C，出爐溫度1110°C。共鍛成10支RE2bS車軸。熱處理工藝鍛后軸坯冷裝到天然氣加熱爐中，加熱至870°C并保溫3. 5小時(shí)。隨后出冷空冷， 冷卻后采用560°C保溫4. 5小時(shí)的回火處理。所得車軸鋼組織與性能檢測(cè)從熱處理后的軸坯上取金相樣，經(jīng)磨制、拋光、浸蝕后采用光學(xué)顯微組織觀察分 析，組織為鐵素體+珠光體，晶粒度8級(jí)占90 %，7級(jí)及7 8級(jí)占10 %。熱處理后車軸力學(xué)性能為屈服強(qiáng)度ReL = 420MPa,抗拉強(qiáng)度Rm = 730MPa,總延伸 率25. 5%，斷面收縮率為51%。采用CTS-2200超聲波探傷儀對(duì)RE2b軸進(jìn)行探傷，車軸軸向透聲性和徑向探傷均合 格。在車軸的軸身上取樣加工彎曲疲勞試樣，在試驗(yàn)頻次為3000轉(zhuǎn)/分鐘的PWC-6型 彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)上，進(jìn)行疲勞性能的試驗(yàn)，疲勞極限為249MPa?，F(xiàn)有熱處理工藝的車軸鋼標(biāo)準(zhǔn)《TB/T2945-1999》，鍛造車軸經(jīng)兩次正火加一次回 火后的力學(xué)性能應(yīng)符合表1的規(guī)定，晶粒度應(yīng)≥ 6. 0級(jí)。表1《TB/T2945-1999》標(biāo)準(zhǔn) 從本發(fā)明車軸鋼的性能檢測(cè)結(jié)果和表1可以看出，本發(fā)明車軸鋼的性能明顯優(yōu)于 《TB/T2945-1999》的車軸鋼標(biāo)準(zhǔn)要求。
權(quán)利要求
車軸鋼，其特征在于其化學(xué)成分按重量百分比為0.38～0.42％C、0.26～0.32％Si、0.70～0.80％Mn、0.08～0.12V％，0.015～0.02％N，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車軸鋼，其特征在于所述車軸鋼采用下述方法進(jìn)行熱處理而 得鍛造后的車軸鋼毛坯加熱至835 885°C并保溫3 4小時(shí)，然后空冷，冷卻后的車軸 鋼毛坯加熱至530 570°C并保溫4 6小時(shí)進(jìn)行回火處理。
3.生產(chǎn)車軸鋼的方法，包括鍛造車軸鋼毛坯步驟，其特征在于還包括如下步驟鍛造 后的車軸鋼毛坯加熱至835 885°C并保溫3 4小時(shí)，然后冷卻，冷卻后的車軸鋼毛坯加 熱至530 570°C并保溫4 6小時(shí)進(jìn)行回火處理得到車軸鋼；其中，所述車軸鋼毛坯的化 學(xué)成分按重量百分比為0. 38 0. 42% C、0. 26 0. 32% Si、0. 70 0. 80 % Μη、0. 08 0. 12V%,0. 015 0. 02% N，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)車軸鋼的方法，其特征在于鍛造后的車軸鋼毛坯加熱 后采用空冷方法進(jìn)行冷卻。
全文摘要
本發(fā)明涉車軸鋼及其生產(chǎn)方法，屬于合金鋼領(lǐng)域。本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了一種生產(chǎn)成本更低的車軸鋼。本發(fā)明車軸鋼，其化學(xué)成分按重量百分比為0.38～0.42％C、0.26～0.32％Si、0.70～0.80％Mn、0.08～0.12％V，0.015～0.02％N，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明車軸鋼由于其熱處理工序步驟減少，熱處理總時(shí)間縮短，大幅降低了生產(chǎn)能耗，節(jié)約了生產(chǎn)成本。另外，相比LZ50鋼，本發(fā)明車軸鋼的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度等性能也有所提高。本發(fā)明為車軸鋼提供了一種新的選擇，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C21D8/00GK101928878SQ201010284898
公開日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2010年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月17日
發(fā)明者吳建國(guó), 張波, 楊雄飛, 柯曉濤, 韋青峰, 黃德明 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)鋼鐵釩鈦股份有限公司;攀鋼集團(tuán)研究院有限公司;攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司;攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼釩有限公司