[发明专利]一种高速动车车轴钢及其制造方法

说明书

本发明公开了一种高速动车车轴钢用钢及其制造方法，钢牌号25CrMoNiVREA，包含：碳0.23～0.28％，硅0.17～0.37％，锰0.60～0.77％，铬0.95～1.20％，钼0.20～0.30％，钒0.02～0.04％，铜≤0.20％，镍0.10～0.25％,铝0.010～0.040％，磷≤0.015％，硫≤0.010％，RE0.01～0.05％。本发明通过新材料设计及采用稀土亚微米处理工艺，加工成的高速动车车轴具有足够的安全性、可靠性和长使用寿命。

技术领域

本发明涉及高速动车车轴技术领域，特别是涉及一种高速动车车轴钢及其制造方法。

背景技术

25CrMoNiVREA作为时速250-350公里及以上的动车组系列车轴用钢，动车组车轴承受着源自车体及轨道的各种载荷，其中主要是旋转弯曲载荷和扭转载荷。高速车车轴要保证在所规定的使用条件下,具有足够的安全性、可靠性和长使用寿命，这就对车轴材料相关技术提出了更高的要求。

因此，如何设计并研发出一种具备更高性能稳定性和更高使用寿命的高速动车车轴用新材料，是本发明需要解决的技术问题。

发明内容

本发明就是针对上述存在的缺陷而提供一种高速动车车轴钢及其制造方法。钢牌号25CrMoNiVREA，通过新材料设计及采用稀土亚微米处理工艺，加工成的高速动车车轴具有足够的安全性、可靠性和长使用寿命。

本发明的一种高速动车车轴钢及其制造方法技术方案为，一种高速动车车轴钢，钢牌号25CrMoNiVREA，包括按质量比的以下成分：碳0.23～0.28％，硅0.17～0.37％，锰0.60～0.77％，铬0.95～1.20％，钼0.20～0.30％，钒0.02～0.04％，铜≤0.20％，镍0.10～0.25％，铝0.010～0.040％，磷≤0.015％，硫≤0.010％，RE 0.01～0.05％。

优选的，高速动车车轴钢包括按质量比的以下成分：碳0.25～0.27％，硅0.25～0.29％，锰0.73～0.77％，铬1.08～1.15％，钼0.25～0.27％，钒0.02～0.04％，铜≤0.20％，镍0.20～0.25％，铝0.015～0.030％，磷≤0.010％，硫≤0.005％，RE 0.01～0.05％。

所述高速动车车轴钢制作的高速动车车轴，车轴半径1/2处铁素体≤5％。硫化物类、氧化物类夹杂物均≤0.5级，不允许存在硅酸盐类夹杂物及点状不变形夹杂物。奥氏体晶粒度≥6级。不允许存在单点∮2mm以上缺陷。氧含量T[O]不大于10ppm。

所述高速动车车轴钢的抗拉强度Rm 650-800Mpa，屈服强度ReH≥420Mpa。

所述的一种高速动车车轴钢的制造方法，采用稀土亚微米处理工艺，在在VD真空处理后加入稀土。

加入的稀土为纯镧、铈稀土，纯度≥99％，加入量为0.29kg/吨，实际含量为100-300ppm。

在VD真空处理后2分钟直接加入，经过LF处理后的钢水的全氧含量约为15-20ppm。

S1.数百ppm稀土添加可以进一步深度降低钢中的氧含量，并随着钢中全氧含量降低，夹杂物的尺寸得到显著细化。

S2.稀土变质Al₂O₃为RE₂O₂S，抑制MnS形核长大，并且RE₂O₂S在钢中不团聚，呈弥散、细小分布，经过稀土处理，50％以上数量的RE₂O₂S尺寸介于100～800nm，将夹杂物细化到1μm以下，达亚微米级。