铁路车轮的制造方法以及铁路车轮技术

本发明专利技术的课题在于稳定地制造先共析渗碳体的生成得到抑制的铁路车轮。将以质量％计C为0.80～1.15％的中间品加热至A

Manufacturing method of railway wheel and railway wheel

The subject of the invention is to stably manufacture railway wheels with the formation of pre eutectoid cementite suppressed. Heat the intermediate with mass% C of 0.80-1.15% to a

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铁路车轮的制造方法以及铁路车轮
本专利技术涉及铁路车轮的制造方法以及铁路车轮。
技术介绍
铁路车辆在构成铁路线的轨道上行驶。铁路车辆具备多个铁路车轮。铁路车轮支撑车辆，与轨道接触，边旋转边在轨道上移动。铁路车轮因与轨道接触而磨损。为了铁路运输的高效率化，正在推进在铁路车辆上的装载重量的增加和铁路车辆的高速化。结果，需要提高铁路车辆所利用的铁路车轮的耐磨性。提高铁路车轮的耐磨性的技术在日本特开平9-202937号公报(专利文献1)、日本特开2012-107295号公报(专利文献2)、日本特开2013-231212号公报(专利文献3)和日本特开2004-315928号公报(专利文献4)中有提出。专利文献1中公开的铁路车轮以质量％计含有C：0.4～0.75％、Si：0.4～0.95％、Mn：0.6～1.2％、Cr：0～小于0.2％、P：0.03％以下、S：0.03％以下，余量为Fe和其他不可避免的杂质。在该铁路车轮中，从车轮踏面部的表面到至少深度50mm为止的区域由珠光体组织形成。专利文献1的铁路车轮的制造方法包括：在车轮踏面部的冷却曲线通过连续冷却相变曲线图中的珠光体生成区域且与马氏体相变曲线相比位于长时间侧的条件下将车轮踏面部冷却的淬火工序。专利文献2中公开的车轮用钢为如下化学组成：以质量％计含有C：0.65～0.84％、Si：0.02～1.00％、Mn：0.50～1.90％、Cr：0.02～0.50％、V：0.02～0.20％、S≤0.04％，余量为Fe和杂质，P≤0.05％、Cu≤0.20％、Ni≤0.20％。该化学组成进一步满足下述关系式：[34≤2.7+29.5×C+2.9×Si+6.9×Mn+10.8×Cr+30.3×Mo+44.3×V≤43]且[0.76×exp(0.05×C)×exp(1.35×Si)×exp(0.38×Mn)×exp(0.77×Cr)×exp(3.0×Mo)×exp(4.6×V)≤25]。专利文献2中记载：该车辆用钢通过满足上述化学组成和上述式，使得耐磨性、耐滚动疲劳特性、抗火花性优异。专利文献3中公开的车轮用钢以质量％计含有C：0.65～0.84％、Si：0.4～1.0％、Mn：0.50～1.40％、Cr：0.02～0.13％、S：0.04％以下、V：0.02～0.12％，由式(1)定义的Fn1为32～43且式(2)所示的Fn2为25以下，余量为Fe和杂质。在此，式(1)为Fn1＝2.7+29.5C+2.9Si+6.9Mn+10.8Cr+30.3Mo+44.3V，式(2)为Fn2＝exp(0.76)×exp(0.05C)×exp(1.35Si)×exp(0.38Mn)×exp(0.77Cr)×exp(3.0Mo)×exp(4.6V)。专利文献3中记载：该车辆用钢通过具有上述化学组成、使Fn1和Fn2满足上述范围，使得耐磨性、耐滚动疲劳特性、抗火花性优异。专利文献4中公开的铁路车辆用车轮为由含有下述化学成分的钢构成的一体型的铁路车辆用车轮：以质量％计含有C：0.85～1.20％、Si：0.05～2.00％、Mn：0.05～2.00％，根据需要而进一步含有规定量的Cr、Mo、V、Nb、B、Co、Cu、Ni、Ti、Mg、Ca、Al、Zr和N中的1种或2种以上，余量为Fe和其他不可避免的杂质；车轮的踏面和/或轮缘面的至少一部分为珠光体组织。专利文献4中记载：铁路车辆用车轮的寿命取决于踏面和轮缘面的磨损量(专利文献4的第[0002]段)，进而，取决于在高速铁路中伴随刹车时的发热量增大而产生的踏面和轮缘面处的裂纹。并且还记载了：铁路车辆用车轮通过具有上述构成，能够提高踏面和轮缘面的耐磨性并抑制热裂纹。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平9-202937号公报专利文献2：日本特开2012-107295号公报专利文献3：日本特开2013-231212号公报专利文献4：日本特开2004-315928号公报非专利文献非专利文献1：F.Weveretal.,ZurFragederWarmebehandlungderStahleaufGrundihrerZeit-Temperatur-Umwandlungs-Schaubilder,StahluEisen,74(1954),p749～761
技术实现思路
专利技术要解决的问题上述专利文献1、2和3中公开的铁路车轮通过积极地含有V来提高铁路车轮的耐磨性。然而，在将这些文献的铁路车轮应用于要求装载重量的增加和高速化的货运铁路的情况下，有时无法获得足够的耐磨性。另一方面，专利文献4中公开的铁路车轮由C含量比专利文献1～3提高了的过共析钢形成。该铁路车轮在应用于要求装载重量的增加和高速化的货运铁路的情况下，有可能获得足够的耐磨性。然而，铁路车轮按如下方法制造。对钢片进行热加工来成形铁路车轮形状的中间品。对所成形的中间品实施热处理(踏面淬火)。在踏面淬火中，将中间品加热后对中间品的踏面和轮缘喷射冷却水进行急冷。需要说明的是，对踏面和轮缘进行急冷期间，轮毂部和板部自然冷却。由此，在踏面正下方的表层和轮缘的表层部分的基体组织中会生成耐磨性高的微细珠光体。然而，在踏面淬火后的踏面正下方的表层和轮缘的表层部分会进一步在微细珠光体的上层生成由马氏体和/或贝氏体形成的层。以下，本说明书中，将通过热处理后的踏面和轮缘的急冷而在踏面的表层和轮缘的表层形成的由马氏体和/或贝氏体形成的层称为“淬火层”。使用在踏面的表层和轮缘的表层具有淬火层的铁路车轮的情况下，在铁路车轮的使用中，淬火层容易磨损。因此，在现有的铁路车轮的制造工序中，对于踏面淬火后的铁路车轮的中间品，会通过切削加工去除在踏面的表层和轮缘的表层形成的淬火层，使微细珠光体在踏面和轮缘的表面露出。通过以上制造工序来制造现有的铁路车轮。然而，通过本专利技术人等的研究明确了，在铁路车轮为专利文献4这种过共析钢的情况下，凭借现有的铁路车轮的制造方法有时会降低轮毂部和板部的韧性。现有的铁路车轮为了提高铁路车轮的寿命，对轮辋部的踏面和轮缘的组织进行了研究，但未进行着眼于铁路车轮的轮毂部和板部的组织的研究。本专利技术的目的在于提供能够稳定地制造韧性优异的过共析钢的铁路车轮的、铁路车轮的制造方法以及铁路车轮。用于解决问题的方案基于本专利技术的实施方式的铁路车轮的制造方法具备加热工序和冷却工序。在加热工序中，将铁路车轮的中间品加热至Acm相变点(℃)以上，前述铁路车轮的中间品具有如下化学组成：以质量％计含有C：0.80～1.15％、Si：1.00％以下、Mn：0.10～1.25％、P：0.050％以下、S：0.030％以下、Al：0.025～0.650％、N：0.0030～0.0200％、Cr：0～0.60％和V：0～0.12％，余量为Fe和杂质，前述铁路车轮的中间品具备：轮毂部、包括踏面和轮缘的轮辋部以及配置在轮毂部与轮辋部之间的板部。在冷却工序中，以如下方式将中间品冷却：在中间品中，除踏面和轮缘表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁路车轮的制造方法，/n所述制造方法具备下述工序：/n将铁路车轮的中间品加热至A

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170331 JP 2017-070847;20180131 JP 2018-0142711.一种铁路车轮的制造方法，
所述制造方法具备下述工序：
将铁路车轮的中间品加热至Acm相变点以上的加热工序，
所述铁路车轮的中间品具有如下化学组成：
以质量％计含有
C：0.80～1.15％、
Si：1.00％以下、
Mn：0.10～1.25％、
P：0.050％以下、
S：0.030％以下、
Al：0.025～0.650％、
N：0.0030～0.0200％、
Cr：0～0.60％、和
V：0～0.12％，
余量为Fe和杂质，
所述铁路车轮的中间品具备：
轮毂部、
包括踏面和轮缘的轮辋部、和
配置在所述轮毂部与所述轮辋部之间的板部；以及，
将经加热的所述中间品冷却的冷却工序，
所述冷却工序中，以如下方式将所述中间品冷却：在所述中间品中，除所述踏面和轮缘表面以外的表面的800～500℃下的冷却速度为由式(1)定义的Fn1℃/秒以下；在所述中间品中，冷却速度最慢的区域处的800～500℃下的冷却速度为由式(2)定义的Fn2℃/秒以上；在所述踏面和轮缘表面的800～500℃下的冷却速度为Fn2℃/秒以上，
Fn1＝-5.0+exp(5.651-1.427×C-1.280×Si-0.7723×Mn-1.815×Cr-1.519×Al-7.798×V)…(1)
Fn2＝0.515+exp(-24.816+24.121×C+1.210×Si+0.529×Mn+2.458×Cr-15.116×Al-5.116×V)…(2)
在此，上述式(1)和式(2)中的各元素符号代入对应元素的质量％含量。


2...

【专利技术属性】
技术研发人员：前岛健人，久保田学，
申请(专利权)人：日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP