一种高韧性轨道交通用贝氏体钢车轮及其制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种高韧性轨道交通用贝氏体钢车轮及其制造方法，包含：碳C：0.10～0.40％，硅Si：1.00～2.00％，锰Mn：1.00～2.50％，镍Ni：0.20～1.00％，稀土RE：0.001～0.040％，磷P≤0.020％，硫S≤0.020％，其余为铁和不可避免的残余元素；且1.50％≤Si+Ni≤2.50％，2.00％≤Si+Mn≤4.00％。与现有技术相比，本发明通过热处理工艺，使车轮轮辋获得无碳化物贝氏体组织结构；辐板、轮毂获得粒状贝氏体和过饱和铁素体为主的金相组织结构，车轮具有高的屈服强度、韧性和低温韧性等综合力学性能，而且降低了成本，提高了车轮的使用寿命和综合效益。
【专利说明】
-种高初性轨道交通用贝氏体钢车轮及其制造方法
技术领域
[0001] 本发明属于钢的化学成分设计和车轮制造的领域，具体设及一种高初性轨道交通 用贝氏体钢车轮及其制造方法，W及轨道交通其它零部件和类似部件的钢种设计和生产制 造方法。
【背景技术】
[0002] "高速、重载和低噪声"是世界轨道交通的主要发展方向，车轮是轨道交通的"鞋 子"，是最重要行走部件之一，直接影响运行的安全。在列车正常运行过程中，车轮承受着车 辆全部载重量，受到磨损和滚动接触疲劳(RCF)的损伤，同时，更重要的是，它与钢轨、闽瓦、 车轴，W及周围介质有着非常复杂的作用关系，处在动态的、交替变化的应力状态中。特别 是车轮与钢轨、车轮与制动闽瓦(盘式制动除外)是两对时刻存在的、不可忽视的摩擦副;在 紧急情况或者特殊道路运行时，制动热损伤、擦伤则非常显著，产生热疲劳，也影响着车轮 安全和使用寿命。
[0003] 轨道交通，在车轮满足基本强度的情况下，特别关注车轮的初性指标，确保安全性 和可靠性，货运用车轮磨损和滚动接触疲劳(RCF)损伤大，而且是踏面制动，热疲劳损伤也 大，产生剥离、剥落和辆裂等缺陷。客运用车轮更加关注车轮的初性和低溫初性，由于客运 采用盘式制动，制动热疲劳减轻。
[0004] 目前，国内外轨道交通用车轮钢，例如中国车轮标准GB/T860UTB/T2817,欧洲车 轮标准EN13262,日本车轮标准JRS和JIS B5402，W及北美车轮标准AAR M107等等，都是中 高碳碳素钢或者中高碳微合金化钢，其金相组织都是珠光体-铁素体组织。
[0005] 化60钢车轮是我国目前轨道交通车辆(客运与货运)主要使用的無钢车轮钢，BZ-L 是我国目前轨道交通车辆(货运)主要使用的铸钢车轮钢，它们的金相组织都是珠光体-铁 素体组织。车轮各部位名称示意图见图1，化60钢主要技术指标要求见下表1。
[0006] 表1化60车轮主要技术要求 [00071
[0008] 生产制造过程中，要保证车轮材质优良，钢中有害气体和有害残余元素含量低。车 轮在高溫状态下，轮辆踏面经过喷水强化冷却，进一步提高轮辆的强度和硬度;福板和轮穀 相当于正火热处理，从而达到轮辆有高的强度和初性的匹配，福板有高的初性，最终实现车 轮有优良的综合力学性能和服役使用性能。
[0009] 在珠光体-少量铁素体车轮钢中，铁素体是材料中软相，初性好，屈服强度低，因其 较软所W抗滚动接触疲劳(RCF)性能差。通常，铁素体含量越高，钢的冲击初性越好;与铁素 体相比，珠光体强度较高，初性较差，因此冲击性能较差。轨道交通的发展方向是高速、重载 化，车轮运行时承受的载荷将大幅增加，现有珠光体-少量铁素体材质车轮在运行服役过程 中暴露的问题越来越多，主要有W下几个方面不足：
[0010] (1)轮辆屈服强度低，一般不超过eOOMPa，因车轮在运行时轮轨间的滚动接触应力 较大，有时超过车轮钢的屈服强度，使得车轮在运行过程当中产生塑性变形，导致踏面次表 面发生塑性变形，又因为钢中存在夹杂物、渗碳体等脆性相，容易导致轮辆萌生微细裂纹， 运些微细裂纹在车轮运行滚动接触疲劳的作用下，产生剥离、辆裂等缺陷。
[0011] (2)钢中含碳量高，抗热损伤能力差，当采用踏面制动或者车轮滑行时出现擦伤 时，车轮局部瞬间升溫至钢的奥氏体化溫度，随后激冷，产生马氏体，如此反复热疲劳，形成 制动热裂纹，产生剥落、掉块等缺陷。
[0012] (3)车轮钢泽透性差，车轮轮辆存在一定的硬度梯度，硬度不均匀，容易产生轮缘 磨耗与失圆等缺陷。
[0013] 随着贝氏体钢相变研究的发展与突破，尤其是无碳化物贝氏体钢的理论和应用研 究，可W实现高强度、高初性的良好匹配。无碳化物贝氏体钢具有理想的显微组织结构，也 具有优良的力学性能，其精细显微组织结构为无碳化物贝氏体，也就是，纳米尺度的板条状 过饱和铁素体，中间为纳米尺度的薄膜状富碳残余奥氏体，从而提高钢的强度和初性，特别 提高钢的屈服强度和冲击初性与断裂初性，降低钢的缺口敏感性。因此，贝氏体钢车轮有效 增强车轮的抗滚动接触疲劳(RCF)性能，减少车轮剥离和剥落等现象，提高车轮的安全性能 和使用性能。由于贝氏体钢车轮的含碳量低，改善车轮的热疲劳性能，防止轮辆热裂纹的产 生，减少车轮的雜修次数和雜修量，提高轮辆金属的使用效率，提高车轮使用寿命。
[0014] 【公开日】为2006年7月12日，公开号为CN 1800427A的中国专利"铁道车辆车轮用贝 氏体钢"公开的钢的化学成份范围（wt% )为:碳C: 0.08-0.45%，娃Si : 0.60-2.10%，儘Mn: 0.60-2.10%，钢Mo:0.08-0.60%，儀Ni :0.00-2.10%，铭Cr:<0.25%，饥V:0.00-0.20%， 铜化:0.00-1.00%。该贝氏体钢的典型组织为无碳化物贝氏体，其具有优异的强初性，低的 缺口敏感性，良好的抗热裂性能。Mo元素的加入能增加钢的泽透性，但对于大截面车轮，生 产控制难度大，且成本较高。
[0015] 英国钢铁有限公司专利CN1059239C公开了一种贝氏体钢及其生产工艺，该钢种的 化学成份范围（wt % )为：碳C: 0.05-0.50%，娃Si 和/或侣 A1:1.00-3.00%，儘Mn :0.50- 2.50%，铭化:0.25-2.50%。该贝氏体钢的典型组织为无碳化物贝氏体，其具有高的耐磨性 和抗滚压接触疲劳性能。该钢种虽具有良好的强初性，但钢轨截面较简单，且20°C的冲击初 性性能不高，而且钢种成本高。
【发明内容】
[0016] 本发明的目的在于，提供一种高初性轨道交通用贝氏体钢车轮，C-Si-Mn-Ni-RE 系，不特别添加 Mo、V、Cr和B等合金元素，使轮辆典型组织为无碳化物贝氏体，车轮具有优异 的强初性和低的缺口敏感性等特点。
[0017] 本发明还提供了一种高初性轨道交通用贝氏体钢车轮的制造方法，通过热处理工 艺和技术，使车轮获得良好的综合力学性能，生产控制较容易。
[0018] 本发明提供的一种高初性轨道交通用贝氏体钢车轮，包含W下重量百分比的元 素：
[0019] 碳C:0.10~0.40%，娃Si :1.00~2.00%，儘Mn: 1.00~2.50%，
[0020] 儀Ni : 0.20~1.00 %，稀±36:0.001 ~0.040 %，
[0021] 憐P《0.020%，硫S《0.020%，其余为铁和不可避免的残余元素；
[0022] 且 1.50%《Si+Ni《2.50%，2.00%《Si+Mn《4.00%。
[0023] 优选的，所述高初性轨道交通用贝氏体钢车轮，包含W下重量百分比的元素：
[0024] 碳C:0.15~0.25%，娃Si :1.20~1.80%，儘Mn: 1.60~2.10%，
[0025] 儀 Ni:0.20 ~0.80%，稀±36:0.010 ~0.040%，憐？《0.020%，硫8《0.020%，其 余为铁和不可避免的残余元素;且1.50%《Si+Ni《2.50%，2.00%《Si+Mn《4.00%。
[0026] 优选的，所述高初性轨道交通用贝氏体钢车轮，包含W下重量百分比的元素：
[0027] 碳 C:0.20%，娃 Si:1.45%，儘 Mn:1.92%，
[0028] 儀化：0.35%，稀±36:0.018%，憐？:0.013%，硫5:0.008%，其余为铁和不可避免 的杂质元素。
[0029] Si和Mn总含量低于2%时，钢的泽透性降低，且容易形成碳化物，不利于获得具有 良好强初性的无碳化物贝氏体组织；Si和Mn总含量高于4%时，钢的泽透性过高，容易形成 马氏体等不良组织，且生产控制难度大。
[0030] Si和Ni总含量低于1.5%时，钢中易形成碳化物，不利于获得具有良好强初性的无 碳化物贝氏体组织;Si和Ni总含量高于2.5%时，无法有效发挥元素作用，且会增加成本。
[0031] 所得到的车轮显微组织为:车轮轮辆踏面下40毫米内金相组织为无碳化物贝氏体 组织，即为纳米尺度的板条状过饱和铁素体，板条状过饱和铁素体中间为纳米尺度的薄膜 状富碳残余奥氏体，其中残余奥氏体体积百分数为4%~15%;轮辆显微组织过饱和铁素体 与富碳的残余奥氏体所组成的复相结构，其尺寸大小为纳米尺度，纳米尺度是指1纳米至 999纳米的长度。
[0032] 本发明提供的车轮可W用于货车车轮和客车车轮，W及轨道交通其它零部件及类 似部件的生产。
[0033] 本发明提供的一种高初性轨道交通用贝氏体钢车轮的制造方法，包括冶炼、精炼、 成型和热处理工艺;冶炼和成型工艺利用现有技术，其热处理工艺为：
[0034] 将成型车轮加热至奥氏体化溫度，轮辆踏面喷水强化冷却至400°CW下，回火处 理。所述加热至奥氏体化溫度具体为：加热至860-930°C保溫2.0-2.5小时。所述回火处理 为:车轮小于400°C中低溫回火，回火时间30分钟W上，回火后空冷至室溫;或轮辆踏面喷水 强化冷却至400°CW下，空冷至室溫，期间利用福板、轮穀的余热自回火。
[0035] 热处理工艺还可W为：利用成型后高溫余热，直接将成型车轮轮辆踏面喷水强化 冷却至400°C W下，回火处理。所述回火处理为:车轮小于400°C中低溫回火，回火时间30分 钟W上，回火后空冷至室溫;或轮辆踏面喷水强化冷却至400°CW下，空冷至室溫，期间利用 福板、轮穀的余热自回火。
[0036] 热处理工艺还可W为：车轮成型后，车轮空冷至400°CW下，回火处理。回火处理 为:车轮小于400°C中低溫回火，回火时间30分钟W上，回火后空冷至室溫;或空冷至400°C W下，空冷至室溫，期间利用福板、轮穀的余热自回火。
[0037] 具体为，所述热处理工序为W下方式中任意一种：
[0038] 车轮加热至奥氏体化溫度，轮辆踏面喷水强化冷却至400°CW下，空冷至室溫，期 间利用余热自回火；
[0039] 或，车轮加热至奥氏体化溫度，轮辆踏面喷水强化冷却至400°CW下，小于400°C中 低溫回火，回火时间30分钟W上，回火后空冷至室溫。
[0040] 所述加热至奥氏体化溫度具体为:加热至860-930°C保溫2.0-2.5小时。
[0041] 或，利用车轮成型后高溫余热，轮辆踏面喷水强化冷却至400°CW下，空冷至室溫， 期间利用福板、轮穀的余热自回火。
[0042] 或，利用车轮成型后高溫余热，轮辆踏面喷水强化冷却至400°CW下，小于400°C中 低溫回火，回火时间30分钟W上，回火后空冷至室溫；
[0043] 或，车轮成型后，车轮空冷至400°CW下，期间利用福板、轮穀的余热自回火。
[0044] 或，车轮成型后，车轮空冷至400°C W下，再小于400°C中低溫回火，回火时间30分 钟W上，回火后空冷至室溫。
[0045] 本发明中各元素的作用如下：
[0046] C含量:钢中基础元素，有强烈的间隙固溶硬化和析出强化作用，随着碳含量的增 加，钢的强度增加，初性下降；碳在奥氏体中的溶解度要比在铁素体中大得多，而且是一种 有效的奥氏体稳定元素;钢中碳化物的体积分数与碳含量成正比。为获得无碳化物贝氏体 组织，必须确保一定的C含量固溶在过冷奥氏体中，W及在过饱和铁素体中，进一步有效提 高材料强硬度，特别是提高材料的屈服强度。C含量高于0.40%时，会导致渗碳体的析出，降 低钢的初性，C含量低于0.10%时，铁素体的过饱和度降低，钢的强度下降，因此碳含量合理 范围宜 0.10-0.40%。
[0047] Si含量:钢中基本合金元素，常用的脱氧剂，其原子半径小于铁原子半径，对奥氏 体和铁素体有强烈的固溶强化作用，使奥氏体的切变强度提高;Si是非碳化物形成元素，阻 止渗碳体的析出，促进贝氏体-铁素体间富碳奥氏体薄膜和(M-A)岛状组织的形成，是获得 无碳化物贝氏体钢的主要元素；Si还能阻止渗碳体的析出，防止过冷奥氏体分解析出碳化 物，在300°C~400°C回火时渗碳体析出完全被抑制，提高了奥氏体的热稳定性和机械稳定 性。钢中Si含量高于2.00%，析出先共析铁素体倾向增加，残余奥氏体量增加，钢的强初性 下降，Si含量低于1.00%时，钢中容易析出渗碳体，不易获得无碳化物贝氏体组织，因此Si 含量应控制在1.00-2.00 %。
[0048] Ni含量:Ni是非碳化物形成元素，在贝氏体转变过程中可抑制碳化物的析出，从而 使贝氏体铁素体板条之间形成稳定的奥氏体薄膜，有利于无碳化物贝氏体组织的形成。Ni 能提高钢的强度及初性，是获得高冲击初性必不可少的合金元素，并降低冲击初性转变溫 度。Ni含量低于0.20%，不利于无碳化物贝氏体形成，Ni含量高于1.00%，钢的强初性贡献 率将会出现较大幅度下降，且增加生产成本，因此Ni含量应控制在0.20-1.00%。
[0049] Mn含量:Mn是钢中奥氏体稳定化元素，增加钢的泽透性，提高钢的力学性能。通过 适当调整Si与Mn的合金量，获得无碳化物析出的，且在贝氏体铁素体板条之间相间分布的 薄膜状奥氏体组织，即无碳化物贝氏体;Mn也能提高P的扩散系数，增加钢的脆性。Mn含量低 于1.00%，钢的泽透性差，不利于获得无碳化物贝氏体，Mn含量高于2.50%，钢的泽透性显 著增加，也会大幅提高P的扩散倾向，降低钢的初性，因此Mn含量应控制在1.00-2.50%。
[0050] RE含量:钢中加入RE元素，可细化奥氏体晶粒，且有净化和变质作用，能减少有害 杂质元素在晶界的偏聚，改善和强化晶界，从而提高钢的强度和初性。同时，RE可W促进夹 杂物的球化，进一步提高钢的初性，减少材料的缺口敏感性。当RE含量过高时，其有利作用 会减弱，同时会增加钢的生产成本。RE含量低于0.001%时，无法完全去除有害元素生成初 性稀±夹杂物，RE含量高于0.040 %时，会造成RE元素富余，无法有效发挥其作用，综合考 虑，RE含量控制在0.001-0.040%。
[0051] P含量:P在中高碳钢中，容易在晶界偏聚，从而弱化晶界，降低钢的强度和初性。作 为有害元素，当P《〇. 020 %时，不会对性能造成大的不利影响。
[0052] S含量:S容易在晶界偏聚，且容易与其它元素形成夹杂物，降低钢的强度和初性。 作为有害元素，当S《0.020 %时，不会对性能造成大的不利影响。
[0053] 在钢的元素设计中，本发明采用C-Si-Mn-Ni-RE系，不特别添加 Mo、V、化和B等合金 元素，结合热处理工艺，使轮辆典型组织为无碳化物贝氏体，也就是，纳米尺度的板条状过 饱和铁素体，中间为纳米尺度的薄膜状富碳残余奥氏体，其中残余奥氏体为4%~15%，车 轮具有优异的强初性和低的缺口敏感性等特点。该钢种具有中等泽透性，较容易进行生产 控制，成本较低，稀±元素能球化钢中夹杂物，强化晶界，使得本钢种具有较高的20°C的冲 击初性性能。Ni的加入使得获得的贝氏体钢更高的20°C冲击初性性能。
[0054] 本发明中通过设计成分和制造工艺，实现了车轮高强度和高初性的配合，提供车 轮的综合力学性能，达到改善车轮服役使用性能的目的，也可W用于轨道交通其它关键零 部件及类似部件的生产制造。
[0055] 本发明主要利用Si和M非碳化物形成元素，提高碳在铁素体中的活度，推迟和抑 制碳化物析出，通过合适的成型工艺(包括锻造無压社制或者模型铸造等），特别是热处理 工艺，根据钢的配方，采用轮辆踏面喷水强化冷却使车轮轮辆得到无碳化物贝氏体组织，利 用余热自回火或者中低溫回火，进一步改善车轮的组织稳定性和车轮的综合力学性能。同 时，利用Mn元素具有优良的奥氏体稳定化作用，增加钢的泽透性，提高钢的强度。稀±元素 具有吸附钢中氨等有害气体的作用，球化钢中不可避免的夹杂物，进一步提高钢的初性。通 过适当调整Si、Ni与Mn，W及RE的含量，轮辆获得无碳化物析出的无碳化物贝氏体组织，进 一步提高车轮的强度和初性，利用M元素具有优良的固溶强化的特点，在不降低初性指标 的情况下，进一步提高强度和初性;也利用Ni元素具有耐腐蚀性能，实现车轮耐大气腐蚀性 能，提高车轮使用寿命，实现高初性贝氏体钢车轮，满足轨道交通运行条件苛刻的要求。
[0056] 与现有技术相比，本发明制备的贝氏体钢车轮与化60车轮相比，轮辆强初性匹配 明显提高，从而在确保安全性的前提下，有效提高了车轮的屈服强度、初性和低溫初性，提 高车轮抗滚动接触疲劳(RCF)性能，提高车轮抗热裂纹性能，提高车轮的耐蚀性能，降低了 车轮缺口敏感性，减小车轮在使用过程中剥离、剥落发生的几率，实现车轮踏面均匀磨耗W 及少雜修，提高车轮轮辆金属使用效率，提高车轮的使用寿命和综合效益，具有一定的经济 效益和社会效益。
【附图说明】
[0057] 图1为车轮各部位名称示意图；
[005引1为轮穀孔，2为轮辆外侧面，3为轮辆，4为轮辆内侧面，5为福板，6为轮穀，7为踏 面；
[0059]图2a为实施例1轮辆100 X光学金相组织图；
[0060]图2b为实施例1轮辆500 X光学金相组织图；
[0061 ]图3a为实施例2轮辆100 X光学金相组织图；
[0062] 图3b为实施例2轮辆500 X光学金相组织图；
[0063] 图3c为实施例2轮辆500 X染色金相组织图；
[0064] 图3d为实施例2轮辆透射电镜组织图；
[00化]图4a为实施例3轮辆100 X光学金相组织图；
[0066] 图4b为实施例3轮辆500 X光学金相组织图；
[0067] 图5为实施例2钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线）。
【具体实施方式】
[0068] 实施例1、2、3中的车轮钢的化学成分重量百分比如表2所示，实施例1、2、3均采用 电炉冶炼经LF+畑精炼真空脱气后直接连铸成中38〇111111的圆巧，经切锭、加热与無压社制、 热处理、精加工后形成直径为915mm车轮。
[0069] 实施例1
[0070] -种高初性轨道交通用贝氏体钢车轮，含有W下重量百分比的元素如下表2所示。
[0071] -种高初性轨道交通用贝氏体钢车轮的制造方法，包括W下步骤：
[0072] 将化学成分如表2实施例1的钢水经过电炉炼钢工序、LF炉精炼工序、畑真空处理 工序、圆巧连铸工序、切锭社制工序、热处理工序、加工、成品检测工序而形成。所述的热处 理工序为：加热至860-930°C保溫2.0-2.5小时，轮辆喷水冷却，冷却到400°C W下，然后在 280°(：回火处理4.5-5.0小时。
[0073] 如图2曰、图化所示，本实施例制备的车轮轮辆金相组织主要为无碳化物贝氏体组 织。本实施例车轮机械性能如表3所示，车轮实物强初性匹配优于化60车轮。
[0074] 实施例2
[0075] -种高初性轨道交通用贝氏体钢车轮，含有W下重量百分比的元素如下表2所示。
[0076] -种高初性轨道交通用贝氏体钢车轮的制造方法，包括W下步骤：
[0077] 将化学成分如表2实施例2的钢水经过电炉炼钢工序、LF炉精炼工序、畑真空处理 工序、圆巧连铸工序、切锭社制工序、热处理工序、加工、成品检测工序而形成。所述的热处 理工序为：加热至860-930°C保溫2.0-2.5小时，轮辆喷水冷却，冷却到400°C W下，然后在 240 °C回火处理4.5-5.0小时。
[0078] 如图3曰、36、3(：、3(1所示，本实施例制备的车轮轮辆金相组织主要为无碳化物贝氏 体。本实施例车轮机械性能如表3所示，车轮实物强初性匹配优于化60车轮。
[0079] 实施例3
[0080] -种高初性轨道交通用贝氏体钢车轮，含有W下重量百分比的元素如下表2所示。
[0081] -种高初性轨道交通用贝氏体钢车轮的制造方法，包括W下步骤：
[0082] 将化学成分如表2实施例3的钢水经过电炉炼钢工序、LF炉精炼工序、畑真空处理 工序、圆巧连铸工序、切锭社制工序、热处理工序、加工、成品检测工序而形成。所述的热处 理工序为：加热至860-930°C保溫2.0-2.5小时，轮辆喷水冷却，冷却到400°C W下，然后在 200°(：回火处理4.5-5.0小时。。
[0083] 如图4a、4b所示，本实施例制备的车轮轮辆金相组织主要为无碳化物贝氏体。本实 施例车轮机械性能如表3所示，车轮实物强初性匹配优于化60车轮。
[0084] 表2实施例1、2、3及对比例车轮的化学成分(wt % )
[0085]
【主权项】
1. 一种高韧性轨道交通用贝氏体钢车轮，其特征在于，所述高韧性轨道交通用贝氏体 钢车轮包含以下重量百分比的元素： 碳C:0.10~0.40%，硅Si :1.00~2.00%，锰Μη: 1.00~2.50%， 镍Ni :0.20~1.00%，稀土RE:0.001 ~0.040%， 磷P彡0.020%，硫S彡0.020%，其余为铁和不可避免的残余元素;且1.50%彡Si+Ni彡 2.50%，2.00%彡Si+Mn彡4.00%〇2. 根据权利要求1所述的高韧性轨道交通用贝氏体钢车轮，其特征在于，所述高韧性轨 道交通用贝氏体钢车轮包含以下重量百分比的元素： 碳C:0.15~0.25%，硅Si: 1.20~1.80%，锰Μη: 1.60~2.10%，镍Ni :0.20~0.80%，稀 土RE: 0.010~0.040%，磷P彡0.020%，硫S彡0.020%，其余为铁和不可避免的残余元素;且 1.50%^Si+ Ni<2.50%，2.00%<Si+Mn<4.00%。3. 根据权利要求1或2所述的高韧性轨道交通用贝氏体钢车轮，其特征在于，所述高韧 性轨道交通用贝氏体钢车轮包含以下重量百分比的元素： 碳C:(K20%，硅Si : 1.45%，锰Μη: 1.92%，镍Ni :0.35%，稀土RE:(K018%，磷P: 0.013%，硫S:0.008%，其余为铁和不可避免的杂质元素。4. 根据权利要求1或2所述的高韧性轨道交通用贝氏体钢车轮，其特征在于，所述贝氏 体钢车轮轮辋踏面下40毫米内金相组织为无碳化物贝氏体组织，即为纳米尺度的板条状过 饱和铁素体，板条状过饱和铁素体中间为纳米尺度的薄膜状富碳残余奥氏体，其中残余奥 氏体体积百分数为4%~15%。5. 根据权利要求1或2所述的高韧性轨道交通用贝氏体钢车轮，其特征在于，车轮轮辋 显微结构为过饱和铁素体与富碳的残余奥氏体所组成的复相结构，其尺寸大小为纳米尺 度，所述纳米尺度为1 -999nm 〇6. -种权利要求1-5任一项所述的高韧性轨道交通用贝氏体钢车轮的制造方法，包括 冶炼、精炼、成型和热处理工艺，其特征在于，所述热处理工艺为:将成型车轮加热至奥氏体 化温度，轮辋踏面喷水强化冷却至400°C以下，回火处理。7. 根据权利要求6所述的高韧性轨道交通用贝氏体钢车轮的制造方法，其特征在于，所 述加热至奥氏体化温度具体为:加热至860-930°C保温2.0-2.5小时。8. 根据权利要求6或7所述的高韧性轨道交通用贝氏体钢车轮的制造方法，其特征在 于，所述回火处理为：车轮小于400°C中低温回火，回火时间30分钟以上，回火后空冷至室 温;或轮辋踏面喷水强化冷却至400°C以下，空冷至室温，期间利用余热自回火。9. 根据权利要求6所述的高韧性轨道交通用贝氏体钢车轮的制造方法，其特征在于，热 处理工艺还可以为:利用成型后高温余热，直接将成型车轮轮辋踏面喷水强化冷却至400°C 以下，回火处理。10. 根据权利要求6所述的高韧性轨道交通用贝氏体钢车轮的制造方法，其特征在于， 热处理工艺还可以为:车轮成型后，车轮空冷至400°C以下，回火处理。
【文档编号】C22C38/04GK106048430SQ201610527582
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月6日
【发明人】张明如, 赵海, 张峰, 方政, 浦红, 谢世红
【申请人】马钢(集团)控股有限公司, 马鞍山钢铁股份有限公司