[发明专利]一种含钒铌动车组车轴用钢及其热处理工艺

权利要求书

1.一种含钒铌动车组车轴用钢，其特征在于，按照重量百分比含有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，V：0.03～0.06，Nb：0.015～0.040，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80~90%；

所述含钒铌动车组车轴用钢的热处理工艺，包括如下步骤：

（1）正火：将含钒铌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：将含钒铌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，水冷；

（3）回火：将含钒铌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，空冷至室温；

钢材的纵向力学性能达到：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。

2.如权利要求1所述的含钒铌动车组车轴用钢，其特征在于，按照重量百分比含有C：0.30，Si：0.31，Mn：0.79，Cr：0.91，Ni：0.82，Mo：0.2，Cu：0.54，Zr：0.04，V：0.03，Nb：0.021，Ca：0.002，P：0.003，S:0.001，[N]：0.0049，T[O]:0.0007，Als：0.019，余为Fe和其它不可避免的杂质。

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

4.如权利要求1或3所述含钒铌动车组车轴用钢，其特征在于，步骤（2）中在淬火槽中，通过喷嘴对车轴进行水下喷水快速水冷至室温。

5.如权利要求1或3所述含钒铌动车组车轴用钢，其特征在于，步骤（1）中以80℃/h 加热至温度900℃，加热保温时间300min，空冷。

6.如权利要求1或3所述含钒铌动车组车轴用钢，其特征在于，步骤（2）中以80℃/h 加热至温度880℃，加热保温时间270min，快速水冷。

7.如权利要求 1或3所述含钒铌动车组车轴用钢，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；和/或，步骤（1）和（2）冷却速度控制在1.5~2.5℃/s。

8.如权利要求1或3所述含钒铌动车组车轴用钢，其特征在于， 其应用于含钒铌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+调质热处理→车轴外圆精车加工→车轴内孔镗削加工→外圆磨削→探伤。