专利名称：一种新型合金钢空心车轴材料的热处理方法
技术领域：
本发明属于高速铁路客车用合金钢空心车轴材料的热处理工艺技术领域，特别涉及一种新型合金钢空心车轴材料的热处理方法。
背景技术：
近年来，时速超过200 km的高速铁路在我国快速发展，它不仅使传统铁路产业振兴，还带动了其他相关产业，促进了我国国民经济的发展。迄今为止，中国铁路运行的高速(200公里/小时以上)客车车轴有四种类型CRH1，CRH2，CRH3和CRH5，主要依赖进口。其中CRH2型从日本进口，采用的是碳钢和表面强化处理的技术路线；其他几种类型是从欧洲进口，采用的是调质处理的合金钢EA4T和30NiCrMoV12，对这两种钢虽然给出了化学成份·和机械性能要求，但都没有给出制造车轴的关键热处理工艺技术。中国专利CN101857914A和CN102108436A给出了这两种钢的热处理工艺，经处理后的车轴性能都分别超过欧洲同类合金钢空心车轴的性能。CNlO 1857914A的技术已在生产中使用。
发明内容
为了高铁技术的全面国产化，本发明提供了一种新型合金钢空心车轴材料的热处
理方法。一种新型合金钢空心车轴材料的热处理方法，其具体步骤如下(I)预处理，温度为910 V 950 V，保温3 h 5 h，空冷；(2)淬火，温度为900 V 940 °C，保温3 h 5 h，水淬；(3)回火，温度为620 V 670 °C，保温3 h 7 h，空冷。所使用的新型合金钢材料(GZ2)中C的含量为O. 24 wt%^0. 36 wt%, Si的含量为O. 25 wt% 0. 45 wt%，Mn的含量为O. 50 wt% 0. 85 wt%, P的含量为不大于O. 01 wt%, S的含量为不大于O. 004 wt%，Cr的含量为O. 95 wt% l. 20 wt%，Mo的含量为O. 20 wt% 0. 45 wt%,Ni的含量为不大于O. 50 wt%, Cu的含量为不大于O. 40 wt%, V的含量为O. 03 wt% 0. 08wt%，其它成分为Fe。本发明的有益效果为其突出特点在于采用普通水介质进行淬火，水温允许范围宽，适合工业化大生产。这种新型合金钢空心车轴的力学性能优于欧洲进口空心车轴(表2)，特别是光滑试样疲劳强度、缺口试样疲劳强度(表2)和低温冲击韧性(图3)优异，使得该种车轴可在我国各种气候条件下使用。
图I为本发明车轴轴身半径1/2处组织电镜照片；图2为本发明车轴材料缺口疲劳试验的缺口几何形式示意图；图3为本发明在不同温度下的冲击韧性曲线，其中图3a为横向冲击韧性曲线，图3b为纵向冲击韧性曲线；图4为本发明的工艺流程图。
具体实施例方式本发明提供了一种新型合金钢空心车轴材料的热处理方法，下面结合附图和具体实施方式
对本发明做进一步说明。采用本发明方法处理一系列新型合金钢空心车轴材料，具体方法见表I。表I热处理参数表
Π "预处现温保温时I淬火温I淬火保温时冋火温冋火保温时
丨号度/°C 间/h [觀rc W/li1M/Vfilj/li
1910 5,空冷 940 4,水淬6207 空冷
2940 4,空冷 900 5,水淬6506,空冷
3950 3，空冷 940 3,水淬6703,空冷
4930 4，空冷 930 5,水淬6506,空冷
5930 4,空冷 920 5,水淬6305,空冷
6940 3,空冷 920 5 水淬6406 空冷
7910 5,空冷 920 4,水淬6406,空冷 B 920 4,空冷 910 5，水淬6604 空冷 9 920 4 空冷 920 5,水淬6506 空冷本发明方法易于控制，适合工业化生产，所用新型合金钢空心车轴轴坯经上述热处理工艺处理后的晶粒度为8、级，其轴身半径1/2处的微观组织见图I ;其强度、塑性、韧性及疲劳性能见表2，均超过欧洲高速空心车轴标准EN13261的要求，在强度提高的情况下，塑性仍符合要求，有很好的强韧性配合。特别要指出的是光滑试样疲劳强度、缺口试样(缺口几何见图2)疲劳强度和低温冲击韧性(图3)优异，使得该种材料制造的车轴可在我国各种气候条件下使用。表2轴身半径1/2处力学性能表
权利要求
1.一种新型合金钢空心车轴材料的热处理方法，其特征在于，具体步骤如下 (1)预处理，温度为910°C 950 °C，保温3 h 5 h，空冷；(2)淬火，温度为900V 940 °C，保温3 h 5 h，水淬； (3)回火，温度为620V 670 °C，保温3 h 7 h，空冷。
所使用的新型合金钢材料中C的含量为0.24 Wt0^O. 36 wt%, Si的含量为O. 25wt% 0. 45 wt%, Mn的含量为O. 50 wt% 0. 85 wt%, P的含量为不大于O. 01 wt%, S的含量为不大于 O. 004 wt%, Cr 的含量为 O. 95 wt% l. 20 wt%, Mo 的含量为 O. 20 wt% 0. 45 wt%, Ni的含量为不大于O. 50 wt%, Cu的含量为不大于O. 40 wt%，V的含量为O. 03 wt% 0. 08 wt%,其它成分为Fe。
全文摘要
本发明属于高速铁路客车用合金钢空心车轴材料的热处理工艺技术领域，特别涉及一种新型合金钢空心车轴材料的热处理方法。其特征在于对轴坯尺寸的新型合金钢进行910 ℃~950 ℃预处理，再经900 ℃~940 ℃淬火处理及620 ℃~670 ℃的回火处理。本发明的特点是所研制的高速铁路客车用新型合金钢空心车轴材料是国内自主研制的，采用与其配套的热处理工艺处理的车轴力学性能均全面超过欧洲空心车轴标准EN13261的要求，有很好的强韧性匹配，特别是光滑试样疲劳强度、缺口试样疲劳强度高，低温冲击韧性优异，使得该种车轴可在我国各种气候条件下使用。该发明为最终生产200公里/小时~350公里/小时新型合金钢高速空心车轴提供了热处理工艺的技术保证。
文档编号C21D1/60GK102876860SQ20121038458
公开日2013年1月16日 申请日期2012年10月11日 优先权日2012年10月11日
发明者朱静, 顾家琳, 刘淑华, 周惠华, 潘涛, 汝继来, 施惠基, 林吉忠, 穆恩生, 钟虓龑 申请人:清华大学