[发明专利]重载铁路货车铸造车轮钢

说明书

技术领域

本发明涉及一种重载铁路货车用铸造车轮钢种，属于铸钢技术领域。

背景技术

由于车辆载重的增加，车轮承受载荷相应提高，工况变得更加恶劣。在这种情况下，以前认为是安全的或是允许存在的车轮材质问题现在也极易引发车轮的失效。目前我国铁路重载货车车轮运用中存在的主要问题是车轮钢的综合力学性能不能很好地满足重载运输条件要求，由此而产生疲劳、异常磨耗及碾宽等问题，解决这些问题的主要研究方向在于提高车轮钢的综合力学性能。因此，在严格控制车轮生产质量的同时，更重要的是应积极开发具有更高综合性能的重载货车车轮钢品种，以满足铁路重载运输的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有优良的综合力学性能和抗磨耗性能的重载铁路货车铸造车轮用钢。针对上述目的，本发明重载铁路货车铸造车轮钢的化学成分的重量配比(wt％)为：

C＝0.65～0.80、Si＝0.15～1.00、Mn＝0.40～1.20、P≤0.040、S≤0.040，其余为Fe。

在上述化学成分中，C是关键元素，它能提高本发明的力学性能，具有优异的抗磨耗性能。C含量在0.65～0.80％之间较合适。

Si和Mn是本发明中最重要的固溶强化元素，但过高的Si和Mn对部件的机械加工性能有不良影响，故Si含量控制在0.15～1.00％，Mn含量控制在0.40～1.20％。

P和S是杂质元素，故其含量均应控制在不超过0.040％。

附图说明

图1为车轮制造工艺流程示意图。

图2为本发明与ZL-B钢车轮的磨耗试验结果图，图中1#曲线为本发明钢种车轮的累计磨耗量曲线，2#曲线为ZL-B钢车轮的累计磨耗量曲线。

具体实施方式

铸钢车轮的生产工艺流程如图1所示，首先采用电炉(容量约30t左右)冶炼出规定化学成分的钢水，将钢水浇涛在石墨型中形成毛坯车轮，毛坯车轮脱模并清理表面后进行退火及淬火加热，加热到淬火温度后进行踏面喷水淬火和回火，回火后的车轮经机加工和质量检验后即为成品车轮。

根据本发明所述的化学成分，按照图1所示的工艺流程制成车轮，车轮的具体化学成分如表1所示。将制成的车轮分别进行拉伸、冲击和硬度试验，结果分别列于表2、表3和表4中。

为了对比，在同样条件下按照TB/T1013-1999《碳素钢铸钢车轮技术条件》的要求，将目前普遍应用的铸造车轮钢(其代号为ZL-B)按图1所示相同的工艺流程制成车轮，并分别进行了同样的试验项目，其结果也分别列入表1、表2、表3和表4中。

图2是将本发明所述的钢种车轮与ZL-B钢车轮分别进行磨耗试验的试验结果。本发明所述钢种车轮的累计磨耗量(图2中的1#曲线)明显低于ZL-B钢车轮的累计磨耗量(图2中的2#曲线)，由此可见本发明所述钢种的磨耗性能优于ZL-B钢。

本发明的优点是：在同样载重、速度等运行条件下，用本发明钢种制造的车轮具有突出的综合力学性能和抗磨耗性能，满足了重载铁路运输对车轮的要求。

表1 本发明与ZL-B钢车轮的化学成分对比表(单位：wt％)