[发明专利]一种高强度易淬透型动车车轮钢及其制造方法

说明书

本发明公开了一种高强度易淬透型动车车轮钢及其制造方法，通过电炉冶炼，LF炉精炼，VD脱气减少夹杂物数量，氩气保护浇注，气氛保护电渣重熔控制夹杂物形状，高温扩散，六面锻造，退火来提高车轮钢性能。利用本发明技术方案可获得纯净，组织均匀的钢基体，通过硼含量的合理控制提高动车车轮钢的淬透性。其抗拉强度满足880‑980MPa情况下，屈服强度达到550‑700Mpa，断裂伸长率达到16％‑21％，室温20℃，KU平均冲击值为19‑23J，低温KV‑20℃，平均冲击值为12‑15J；按EN1002‑1方法测得高周疲劳10⁶未断率达到99.7％。主元素成分相近时，淬透性能较常规车轮钢提升13％以上。

技术领域

本发明涉及一种高速铁路用钢领域，特别是一种高强度易淬透型动车车轮钢及其制造方法

背景技术

现有动车运行速度逐渐提高，对列车的性能提出更高要求，作为列车的关键零部件，车轮在列车运行过程中，起着承载、传递动力以及制动等作用。车轮的磨损、疲劳及机械损伤，直接影响其使用寿命和行车安全。研究结果表明，运行速度超过120km/h后，列车的动力学条件发生显著变化，车轮的使用条件也发生显著变化。随着列车运行速度的提高，车轮与钢轨之间的磨损加剧，并且高速车轮制动过程中，产生大量的摩擦热，加剧了车轮的疲劳、剥离等引发的失效问题，对于300km/h以上的高速列车，需要车轮以高的强度来承载重量、高韧性来保证车轮运行的可靠性，以高的硬度和耐磨性来延长使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度易淬透型动车车轮钢及其制造方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高强度易淬透型动车车轮钢及其制造方法，其重量百分比计化学成分含量：C0.46-0.56％，Si0.12-0.38％，Mn0.3-0.7％，Cr0.12-0.3％，Mo＜0.06％，V＜0.05％，Cu＜0.08％，Ni＜0.1％，P＜0.0150％，S＜0.0010％，0＜0.0010％，N＜0.0080％，B0.002％-0.005％，13.8≤5.4+17*C+2.4*Si+7.3*Mn+5.6*Cr+41*Mo+37*V+11*Ni≤22.7，余量为Fe和杂质。

其重量百分比计化学成分含量：C0.52％，Si0.18％，Mn0.6％，Cr0.18％，Mo0.05％，Ni 0.05％，P0.012％，S0.0008％，00.0006％，N0.0065％，余量为Fe和杂质。

其重量百分比计化学成分含量：C0.48％，Si0.28％，Mn0.7％，Cr0.15％，Mo0.05％，Ni 0.08％，P0.013％，S0.0007％，00.0005％，N0.0060％，余量为Fe和杂质。

其重量百分比计化学成分含量：C0.54％，Si0.22％，Mn0.5％，Cr0.20％，Mo0.06％，Ni 0.07％，P0.013％，S0.0007％，00.0009％，N0.0061％，余量为Fe和杂质。

作为优选，钢种可加入0.002％-0.005％硼。

钢种氧化物夹杂和硫化物会影响到钢基体连续性，危害钢的韧性，所以其氧硫含量均小于0.001％。

N会和钢种合金形成氮化物，阻断基体的连续性，容易成为裂纹源，所以其钢种氮含量小于0.0080％。

其抗拉强度满足880-980MPa情况下，屈服强度达到550-700Mpa，断裂伸长率达到16％-21％，室温20℃，KU平均冲击值为19-23J，低温KV-20℃，平均冲击值为12-15J。

按EN1002-1方法测得高周疲劳10⁶未断率达到99.7％。

包括以下过程和步骤：