[发明专利]一种机车车轮用材料

说明书

本发明属于机车领域，公开了一种机车车轮用材料。该材料包括如下质量百分比含量的微合金组分：C:0.57‑0.70；Mn：0.50‑1.10；Ni≤0.40；Ti≤0.06；V≤0.06；Cr≤0.30。与目前我国使用较多的ER8、ER9材料相比，本发明机车车轮用材料具有较高的屈服强度、抗拉强度和塑性变形抗力以及抵抗滚动接触疲劳性能，在相同条件下轮辋的硬度提高到了265HBW以上，此外，本发明将微合金元素Nb、Ti加入钢中，并结合微合金元素V的使用，一方面可在热加工过程中抑制奥氏体的形变再结晶并阻止其晶粒的长大，另一方面可通过它们的碳氮化合物的应变诱导析出，发挥Nb、V、Ti的沉淀强化作用，从而提高材料的裂纹萌生抗力、延缓裂纹扩展，促进全寿命周期的服役稳定性，延长使用寿命和运营里程。

技术领域

本发明属于机车领域，具体涉及一种机车车轮用材料。

背景技术

铁路机车是客货运列车牵引单元，是决定铁路运能与运效、保障国民经济大动脉安全高效运行的关键装备。机车车轮起传递牵引动力作用，是机车关键零部件之一，也是机车中服役条件最为苛刻及关系列车运行安全的重要构件。我国机车车轮运用工况相对于车辆存在高牵引、轴重大的特点，表现为高滑差、高剪切应力和制动牵引过程中热-机械载荷。近年来，随着提速重载的发展，机车车轮不同程度的出现踏面损伤、踏面磨损和不均匀磨耗等问题，车轮踏面损伤直接影响铁路机车的运用安全、品质和运转率，造成镟修维护频次的显著增多而提高了车轮维护成本，车轮使用寿命的明显缩短而提高了运营成本。

目前我国在役的机车车轮材料有J1、J2、J3、J11、J12、ER7、ER8、ER9等国内外牌号，机车车轮材料牌号繁多，服役表现各异，未充分考虑车轮材料性能和特点与装用机车型号以及服役线路的适应性，导致车轮整体服役性能不佳，增加了机车运用成本。因此，急需对机车车轮开展新材料长寿命化技术研究，进一步提高机车车轮材料的适应能力及服役可靠性，实现延长车轮的服役寿命，节省机车的整体成本支出。

发明内容

针对目前机车车轮材料服役性能不佳、成本高的问题，本发明提供了一种机车车轮用材料。

为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

本发明提供一种机车车轮用材料，包括如下质量百分比含量的微合金组分：C:0.57-0.70；Mn：0.50-1.10；Ni≤0.40；Ti≤0.06；V≤0.06；Cr≤0.30；所述机车车轮用材料的低周疲劳强度为520-550MPa。

进一步，所述机车车轮用材料，具体包括以下质量百分比含量的微合金组分：C:0.57-0.67；S≤0.015；P≤0.02；Mn：0.60-0.90；Cr≤0.25；Ni≤0.25；Mo≤0.10；Cu≤0.25；Si：0.15-1.00；V≤0.04；Al≤0.06；Nb≤0.05；Ti≤0.03。

本发明还提供一种机车车轮用材料的生产方法，包括以下步骤：

步骤1，使用电炉将废钢冶炼成钢水，控制钢水的温度为1600℃-1660℃，同时调节微合金组分C、P、Si、Mn含量，使其质量百分比含量满足：C:0.57-0.67；P≤0.02；Si：0.15-1.00；Mn：0.60-0.90；

步骤2，通过LF炉对步骤1的钢水进行钢包精炼，具体为，利用LF炉通过精炼渣进行深脱硫、深脱氧、去夹杂，使S元素的质量百分比含量≤0.015，非金属夹杂物含量控制在下表要求的范围内；脱氧、脱硫结束后，对各微合金组分进行微调，确保各微合金组分的质量百分比含量满足如下范围：C:0.57-0.67；S≤0.015；P≤0.02；Mn：0.60-0.90；Cr≤0.25；Ni≤0.25；Mo≤0.10；Cu≤0.25；Si：0.15-1.00；V≤0.04；Al≤0.06；Nb≤0.05；Ti≤0.03；最后确保钢水温度在1630℃-1650℃；