專利名稱：一種含Nb高速列車車輪鋼的生產方法
技術領域：
本發明屬于金屬材料領域，涉及中高碳車輪鋼材料，特別是一種含Nb中高碳鋼成分設計及其生產方法；是一種含Nb、Mn、Si、Cr等合金元素的中高碳鋼，適用于高強高韌性能配比中高碳高速列車車輪鋼的生產。
背景技術：
鐵路運輸業已經成為很多國家經濟發展的重要基礎工業。各國都投入了大量的人力、物力和財力對發展更高速、更穩定、更安全的鐵路運輸系統進行研究。鐵路列車速度的提高和載重的增加，很大程度上影響鐵路交通的運輸效率，與此同時也對高速列車車輪的性能，尤其是韌性，提出更高要求，以滿足其安全正常行駛。作為車輪鋼的主要材料，傳統的熱處理中高碳鋼在生產中存在一些問題，主要包括踏面及輪緣晶粒粗大且不均勻，易產生貝氏體和馬氏體硬相組織，鐵素體含量過少，珠光體晶粒尺寸分布不均等。最終導致工業生產中其性能難于達到標準要求，制約了我國高速列車車輪的發展。日本住有、法國VALDUNES、德國BVV、意大利LUCCHINI是世界上少數幾個具備高速車輪生產能力的車輪生產廠。目前，高速車輪的設計、制造技術還處于嚴格保密狀態，極少見諸于文獻中。因日本、歐洲高速列車的總體技術路線不同，高速車輪的選材路線亦明顯不同。其車輪鋼的化學成分見表1，機械性能要求見表2。
表1日本、歐洲高速車輪鋼的化學成分
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權利要求
1.一種含Nb高速列車車輪鋼的生產方法，其特征在于車輪鋼的化學成分重量百分比為C:0. 40-0. 70%, Mn0. 70-0. 80%, Si :0. 30-0. 60%, Nb0. 015-0. 110%, Cr :0. 20-0. 35%, P: (0. 020%, S: ^ 0. 015%，余量為！^e及不可避免元素；具體生產工藝為(1)按成分要求冶煉成鋼坯，加熱到1250士30°C并保溫1小時后，鍛造成型；(2)將步驟(1)得到鋼坯在850-900°C正火保溫1小時后，進行空冷或噴水冷卻至室溫，保證冷卻速度控制在1_15°C /s的范圍內，確保室溫組織為鐵素體和珠光體。
2.根據權利要求1所述的一種含Nb高速列車車輪鋼的生產方法，其特征是化學成分中含C量為0. 45 0. 55%。
全文摘要
一種含Nb高速列車車輪鋼的生產方法，屬于金屬材料領域。車輪鋼的成分為C:0.40-0.70%，Mn:0.70-0.80%，Si:0.30-0.60%，Nb:0.015-0.110%，Cr:0.20-0.35%，P:≤0.020%，S:≤0.015%，余量為Fe及不可避免元素。經過冶煉，鍛造成鋼坯，在850-900℃正火保溫1小時后，進行空冷或噴水冷卻至室溫，保證冷卻速度控制在1-15℃/s的范圍內，確保室溫組織為鐵素體和珠光體。本發明得到的高速列車車輪鋼，抗拉強度為740-900MPa，屈服強度為450-570MPa，斷后伸長率為15-25%，低溫(-20℃)沖擊功(Akv)為15-20J，室溫組織可獲得鐵素體比例為10-25%的均勻組織。本發明的含Nb高速列車車輪鋼具有高強度、高韌性的力學性能配合，克服了現有中高碳車輪鋼韌性值偏低的不足。
文檔編號C21D8/00GK102534396SQ20121006552
公開日2012年7月4日 申請日期2012年3月13日 優先權日2012年3月13日
發明者吳斯, 尚成嘉, 李秀程, 王學敏, 賀飛 申請人:北京科技大學