專利名稱：一種新型合金鋼空心車軸材料的熱處理方法
技術領域：
本發明屬于高速鐵路客車用合金鋼空心車軸材料的熱處理工藝技術領域，特別涉及一種新型合金鋼空心車軸材料的熱處理方法。
背景技術：
近年來，時速超過200 km的高速鐵路在我國快速發展，它不僅使傳統鐵路產業振興，還帶動了其他相關產業，促進了我國國民經濟的發展。迄今為止，中國鐵路運行的高速(200公里/小時以上)客車車軸有四種類型CRH1，CRH2，CRH3和CRH5，主要依賴進口。其中CRH2型從日本進口，采用的是碳鋼和表面強化處理的技術路線；其他幾種類型是從歐洲進口，采用的是調質處理的合金鋼EA4T和30NiCrMoV12，對這兩種鋼雖然給出了化學成份·和機械性能要求，但都沒有給出制造車軸的關鍵熱處理工藝技術。中國專利CN101857914A和CN102108436A給出了這兩種鋼的熱處理工藝，經處理后的車軸性能都分別超過歐洲同類合金鋼空心車軸的性能。CNlO 1857914A的技術已在生產中使用。
發明內容
為了高鐵技術的全面國產化，本發明提供了一種新型合金鋼空心車軸材料的熱處
理方法。一種新型合金鋼空心車軸材料的熱處理方法，其具體步驟如下(I)預處理，溫度為910 V 950 V，保溫3 h 5 h，空冷；(2)淬火，溫度為900 V 940 °C，保溫3 h 5 h，水淬；(3)回火，溫度為620 V 670 °C，保溫3 h 7 h，空冷。所使用的新型合金鋼材料(GZ2)中C的含量為O. 24 wt%^0. 36 wt%, Si的含量為O. 25 wt% 0. 45 wt%，Mn的含量為O. 50 wt% 0. 85 wt%, P的含量為不大于O. 01 wt%, S的含量為不大于O. 004 wt%，Cr的含量為O. 95 wt% l. 20 wt%，Mo的含量為O. 20 wt% 0. 45 wt%,Ni的含量為不大于O. 50 wt%, Cu的含量為不大于O. 40 wt%, V的含量為O. 03 wt% 0. 08wt%，其它成分為Fe。本發明的有益效果為其突出特點在于采用普通水介質進行淬火，水溫允許范圍寬，適合工業化大生產。這種新型合金鋼空心車軸的力學性能優于歐洲進口空心車軸(表2)，特別是光滑試樣疲勞強度、缺口試樣疲勞強度(表2)和低溫沖擊韌性(圖3)優異，使得該種車軸可在我國各種氣候條件下使用。
圖I為本發明車軸軸身半徑1/2處組織電鏡照片；圖2為本發明車軸材料缺口疲勞試驗的缺口幾何形式示意圖；圖3為本發明在不同溫度下的沖擊韌性曲線，其中圖3a為橫向沖擊韌性曲線，圖3b為縱向沖擊韌性曲線；圖4為本發明的工藝流程圖。
具體實施例方式本發明提供了一種新型合金鋼空心車軸材料的熱處理方法，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明做進一步說明。采用本發明方法處理一系列新型合金鋼空心車軸材料，具體方法見表I。表I熱處理參數表
Π "預處現溫保溫時I淬火溫I淬火保溫時冋火溫冋火保溫時
丨號度/°C 間/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 空冷本發明方法易于控制，適合工業化生產，所用新型合金鋼空心車軸軸坯經上述熱處理工藝處理后的晶粒度為8、級，其軸身半徑1/2處的微觀組織見圖I ;其強度、塑性、韌性及疲勞性能見表2，均超過歐洲高速空心車軸標準EN13261的要求，在強度提高的情況下，塑性仍符合要求，有很好的強韌性配合。特別要指出的是光滑試樣疲勞強度、缺口試樣(缺口幾何見圖2)疲勞強度和低溫沖擊韌性(圖3)優異，使得該種材料制造的車軸可在我國各種氣候條件下使用。表2軸身半徑1/2處力學性能表
權利要求
1.一種新型合金鋼空心車軸材料的熱處理方法，其特征在于，具體步驟如下 (1)預處理，溫度為910°C 950 °C，保溫3 h 5 h，空冷；(2)淬火，溫度為900V 940 °C，保溫3 h 5 h，水淬； (3)回火，溫度為620V 670 °C，保溫3 h 7 h，空冷。
所使用的新型合金鋼材料中C的含量為0.24 Wt0^O. 36 wt%, Si的含量為O. 25wt% 0. 45 wt%, Mn的含量為O. 50 wt% 0. 85 wt%, P的含量為不大于O. 01 wt%, S的含量為不大于 O. 004 wt%, Cr 的含量為 O. 95 wt% l. 20 wt%, Mo 的含量為 O. 20 wt% 0. 45 wt%, Ni的含量為不大于O. 50 wt%, Cu的含量為不大于O. 40 wt%，V的含量為O. 03 wt% 0. 08 wt%,其它成分為Fe。
全文摘要
本發明屬于高速鐵路客車用合金鋼空心車軸材料的熱處理工藝技術領域，特別涉及一種新型合金鋼空心車軸材料的熱處理方法。其特征在于對軸坯尺寸的新型合金鋼進行910 ℃~950 ℃預處理，再經900 ℃~940 ℃淬火處理及620 ℃~670 ℃的回火處理。本發明的特點是所研制的高速鐵路客車用新型合金鋼空心車軸材料是國內自主研制的，采用與其配套的熱處理工藝處理的車軸力學性能均全面超過歐洲空心車軸標準EN13261的要求，有很好的強韌性匹配，特別是光滑試樣疲勞強度、缺口試樣疲勞強度高，低溫沖擊韌性優異，使得該種車軸可在我國各種氣候條件下使用。該發明為最終生產200公里/小時~350公里/小時新型合金鋼高速空心車軸提供了熱處理工藝的技術保證。
文檔編號C21D1/60GK102876860SQ20121038458
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月11日 優先權日2012年10月11日
發明者朱靜, 顧家琳, 劉淑華, 周惠華, 潘濤, 汝繼來, 施惠基, 林吉忠, 穆恩生, 鐘虓龑 申請人:清華大學