[发明专利]一种含钒动车组车轴用钢及其热处理工艺

权利要求书

1.一种含钒动车组车轴用钢，其特征在于，按照重量百分比含有C：0.24，Si：0.38，Mn：0.77，Cr：1.04，Ni：1.30，Mo：0.29，Cu：0.53，Zr：0.03，V：0.05，Ca：0.001，P：0.008，S：0.002，[N]：0.0043，T[O]：0.0008，Als：0.026，余为Fe和其它不可避免的杂质；所述钢的组织为回火索氏体+少量下贝氏体，其中，车轴近表面回火索氏体含量为100％，车轴1/2半径处回火索氏体含量在75～85％。

2.如权利要求1所述的含钒动车组车轴用钢，其特征在于，钢材的纵向力学性能可达到：R_m：750MPa～900MPa，R_eL或R_p0.2 ≥600MPa，A ≥18％，Z ≥40％，-40℃纵向冲击吸收功KV₂ ≥150J；断裂韧性K_Q值≥120MPa·m^1/2；光滑试样的旋转弯曲疲劳极限R_fL≥375MPa，缺口试样的旋转弯曲疲劳极限R_fE≥310MPa，缺口敏感性R_fL/R_fE≤1 .15；过盈量为0.04mm试样的微动疲劳极限≥215MPa；盐雾腐蚀14循环周次试样的腐蚀疲劳极限为≥275MPa；钢材的奥氏体晶粒度大于等于8.0级。

3.一种如权利要求1或2所述含钒动车组车轴用钢热处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：

( 1 )正火：将含钒高速动车组车轴用钢加热至温度870～900℃，在该温度段加热保温时间按1 .2～1 .7min/mm计算，空冷；

( 2 )淬火：将含钒高速动车组车轴用钢加热至温度850～880℃，在该温度段加热保温时间按1 .5～2 .0min/mm计算，随后冷却；

( 3 )回火：将含钒高速动车组车轴用钢加热至温度620～680℃，在该温度段加热保温时间按2～2 .5min/mm计算，随后空冷至室温。

4.如权利要求3所述含钒动车组车轴用钢热处理工艺，其特征在于，步骤( 1 )-( 3 )中加热速度均为50～100℃/h。

5.如权利要求3所述含钒动车组车轴用钢热处理工艺，其特征在于，步骤( 1 )中以80℃/h加热至温度890℃，加热保温时间300min，空冷。

6.如权利要求4所述含钒动车组车轴用钢热处理工艺，其特征在于，步骤( 2 )中以80℃/h加热至温度860℃，加热保温时间270min，随后，先在淬火槽中通过喷嘴对车轴进行水下喷水快速水冷，直至车轴表面温度降至630℃，后将车轴从水中取出，浸入油中冷却直至室温。

7.如权利要求4所述含钒动车组车轴用钢热处理工艺，其特征在于，步骤( 3 )中以80℃/h加热至温度650℃，加热保温时间420min，空冷。

8.如权利要求4或5或7所述含钒动车组车轴用钢热处理工艺，其特征在于，步骤( 2 )中先在淬火槽中通过喷嘴对车轴进行水下喷水快速水冷，直至车轴表面温度降至600～650℃，后将车轴从水中取出，浸入油中冷却直至室温；和/或，水冷的冷却速度控制在1.5～2.5℃/s。

9.如权利要求4-7任意一项所述含钒动车组车轴用钢热处理工艺，其特征在于，其应用于含钒高速动车组车轴用钢生产工艺中，该工艺包括如下步骤：电弧炉或转炉冶炼→LF炉精炼→RH或VD真空脱气→连铸→铸坯加热炉加热→车轴坯轧制→车轴坯锻造→毛坯车轴粗车→车轴齐端面加工→正火+淬火+高温回火热处理→车轴外圆精车加工→车轴内孔镗削加工→外圆磨削→探伤；所述淬火包括水淬+油冷。