[发明专利]一种轨道交通重载货车用贝氏体钢车轮及其制造方法

权利要求书

1.一种轨道交通重载货车用贝氏体钢车轮，其特征在于，所述轨道交通重载货车用贝氏体钢车轮含有以下重量百分比的化学成分：C 0.10-0.40％、Ni 0.40-2.10％、Cr 0.25-1.50％、Mn 0.70-2.10％、Si 0.20-1.00％、W0.01～1.00％、Mo 0.05-0.60％、Cu 0.01-0.80％、V 0.01-0.20％、Nb 0.001-0.20％、B 0.0001-0.0350％、RE 0.001-0.040％、P≤0.020％、S≤0.020％，其余为Fe和不可避免的残余元素；且2.00％≤Mn+Cr≤3.00％。

2.根据权利要求1所述的轨道交通重载货车用贝氏体钢车轮，其特征在于，所述轨道交通重载货车用贝氏体钢车轮含有以下重量百分比的化学成分：C 0.15-0.28％、Ni 1.35-1.86％、Cr 0.26-0.67％、Mn 1.53-1.94％、Si 0.28-0.87％、W0.22～0.72％、Mo 0.18-0.42％、Cu 0.18-0.51％、V 0.05-0.16％、Nb 0.008-0.030％、B 0.001-0.008％、RE0.001-0.010％、P≤0.012％、S≤0.010％，其余为Fe和不可避免的残余元素；且2.00％≤Mn+Cr≤3.00％。

3.根据权利要求1或2所述的轨道交通重载货车用贝氏体钢车轮，其特征在于，所述车轮距踏面0-50mm内轮辋的金相组织为无碳化物贝氏体组织结构，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的中间为纳米尺度的薄膜状富碳残余奥氏体；所述薄膜状富碳残余奥氏体的体积百分数为4～20％；辐板、轮毂的金相组织均为过饱和铁素体和粒状贝氏体。

4.根据权利要求3所述的轨道交通重载货车用贝氏体钢车轮，其特征在于，所述板条状过饱和铁素体为体心立方(bcc)铁素体或者体心正方(bct)铁素体；所述薄膜状富碳残余奥氏体为面心立方(fcc)残余奥氏体。

5.根据权利要求1或2所述的轨道交通重载货车用贝氏体钢车轮，其特征在于，所述车轮与轮轨的摩擦磨损面产生纳米微晶或非晶，降低轮轨接触摩擦系数。

6.根据权利要求1或2所述的轨道交通重载货车用贝氏体钢车轮，其特征在于，所述车轮的R_p0.2：800～850MPa；R_m：1200～1300MPa；A：15～18％；Z：35～38％；断面硬度HBW 370-400；室温KU：50～75J；K_Q：70～83MPa·m^1/2。

7.根据权利要求1或2所述的轨道交通重载货车用贝氏体钢车轮的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：采用电炉冶炼或者转炉冶炼，经LF+RH精炼及真空脱气后，或者经VD精炼及真空脱气后，直接连铸成的圆坯，经切锭、加热、辗压轧制、热处理、精加工后形成直径为760mm至970mm轨道交通用重载货车轮；或经LF+RH精炼真空脱气后铸造成型，经热处理、精加工后形成直径为760mm至970mm轨道交通用重载货车轮。

8.根据权利要求7所述的轨道交通重载货车用贝氏体钢车轮的制造方法，其特征在于，所述热处理的工艺为：将成型车轮加热至860-950℃保温3.0-4.5小时，轮辋踏面采用可程序控制的喷水强化冷却至450℃以下，空冷至室温，期间利用轮辋、辐板、轮毂的余热进行自回火；或者在进行自回火后再加热至450℃以下中低温回火，回火时间30分钟以上，回火后空冷至室温。

9.根据权利要求7所述的轨道交通重载货车用贝氏体钢车轮的制造方法，其特征在于，所述热处理的工艺为：车轮成型后，车轮空冷至450℃以下，再在450℃以下中低温回火，回火时间30分钟以上，回火后空冷至室温。

10.根据权利要求7所述的轨道交通重载货车用贝氏体钢车轮的制造方法，其特征在于，所述热处理工艺为：利用车轮成型后高温余热，直接将成型车轮轮辋踏面可程序控制的喷水强化冷却至450℃以下，空冷至室温，期间利用轮辋、辐板、轮毂的余热进行自回火；或者在进行自回火后再加热至450℃以下中低温回火，回火时间30分钟以上，回火后空冷至室温。