专利名称：一种含Nb高速列车车轮钢的生产方法
技术领域：
本发明属于金属材料领域，涉及中高碳车轮钢材料，特别是一种含Nb中高碳钢成分设计及其生产方法；是一种含Nb、Mn、Si、Cr等合金元素的中高碳钢，适用于高强高韧性能配比中高碳高速列车车轮钢的生产。
背景技术：
铁路运输业已经成为很多国家经济发展的重要基础工业。各国都投入了大量的人力、物力和财力对发展更高速、更稳定、更安全的铁路运输系统进行研究。铁路列车速度的提高和载重的增加，很大程度上影响铁路交通的运输效率，与此同时也对高速列车车轮的性能，尤其是韧性，提出更高要求，以满足其安全正常行驶。作为车轮钢的主要材料，传统的热处理中高碳钢在生产中存在一些问题，主要包括踏面及轮缘晶粒粗大且不均勻，易产生贝氏体和马氏体硬相组织，铁素体含量过少，珠光体晶粒尺寸分布不均等。最终导致工业生产中其性能难于达到标准要求，制约了我国高速列车车轮的发展。日本住有、法国VALDUNES、德国BVV、意大利LUCCHINI是世界上少数几个具备高速车轮生产能力的车轮生产厂。目前，高速车轮的设计、制造技术还处于严格保密状态，极少见诸于文献中。因日本、欧洲高速列车的总体技术路线不同，高速车轮的选材路线亦明显不同。其车轮钢的化学成分见表1，机械性能要求见表2。
表1日本、欧洲高速车轮钢的化学成分
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权利要求
1.一种含Nb高速列车车轮钢的生产方法，其特征在于车轮钢的化学成分重量百分比为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%，余量为！^e及不可避免元素；具体生产工艺为(1)按成分要求冶炼成钢坯，加热到1250士30°C并保温1小时后，锻造成型；(2)将步骤(1)得到钢坯在850-900°C正火保温1小时后，进行空冷或喷水冷却至室温，保证冷却速度控制在1_15°C /s的范围内，确保室温组织为铁素体和珠光体。
2.根据权利要求1所述的一种含Nb高速列车车轮钢的生产方法，其特征是化学成分中含C量为0. 45 0. 55%。
全文摘要
一种含Nb高速列车车轮钢的生产方法，属于金属材料领域。车轮钢的成分为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%，余量为Fe及不可避免元素。经过冶炼，锻造成钢坯，在850-900℃正火保温1小时后，进行空冷或喷水冷却至室温，保证冷却速度控制在1-15℃/s的范围内，确保室温组织为铁素体和珠光体。本发明得到的高速列车车轮钢，抗拉强度为740-900MPa，屈服强度为450-570MPa，断后伸长率为15-25%，低温(-20℃)冲击功(Akv)为15-20J，室温组织可获得铁素体比例为10-25%的均匀组织。本发明的含Nb高速列车车轮钢具有高强度、高韧性的力学性能配合，克服了现有中高碳车轮钢韧性值偏低的不足。
文档编号C21D8/00GK102534396SQ20121006552
公开日2012年7月4日 申请日期2012年3月13日 优先权日2012年3月13日
发明者吴斯, 尚成嘉, 李秀程, 王学敏, 贺飞 申请人:北京科技大学