车轴钢的热处理工艺制造技术

本发明专利技术提供一种车轴钢的热处理工艺。车轴钢的热处理工艺包括以下步骤：（1）一次正火：温度840-880℃，保温时间3-5小时，然后冷却至500℃以下；（2）二次正火：温度800-840℃，保温时间3-5小时，然后冷却至250℃以下；（3）回火：温度660-690℃，保温时间3-5小时，然后冷却至室温。本发明专利技术还公开了一种车轴采用上述热处理工艺制备而成。本发明专利技术解决了现有41CrMo钢没有与之配合的热处理工艺的问题，使41CrMo钢在保证强度的同时，提高了车轴钢的韧性，使热处理得到的车轴的综合性能得到大幅提升。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冶金技术，尤其涉及一种车轴钢的热处理工艺。
技术介绍
车轴是铁路货车的关键走行部件，其性能是保证车辆安全运行的必要条件，关乎国家铁路运输安全。目前各国的铁路货车车轴基本上都是采用上世纪90年代研制出LZ 50钢车轴，而铁路货车的轴重已从原来的21t、25t升级到现在的35. 7t，现有L Z50钢车轴的韧性(材料在塑性变形和断裂过程中吸收能 量的能力)已经无法满足不断提速、重载铁路货车的需要。LZ 50钢的化学成分见表1，余量为铁。由表I可见LZ 50钢中的含碳量为O. 47、. 57，属于高碳钢，该钢的强化机理单一，仅利用较高的碳含量来提高强度(金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力)，微量的Cr、Ni等合金仅保证了要求不高的塑性(金属材料在载荷下产生永久变形而不破坏的能力)。表I LZ 50钢化学成分元素CMnSiP S Cr Ni Cu Alt名称含量 0.47-037 0.60-0JO 0.17 O—40 <0Λ30 <0.030 <0.30 <030 <025 >0.020(%)J — — — —LZ 50钢车轴的力学性能指标如表2所示，强度(屈服强度和抗拉强度)不理想，易产生疲劳裂纹；同时韧性(冲击AKU2，金属材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力)也极差，而车轴的韧性是车轴考核的关键指标，车轴韧性不佳，易增加车轴突然断裂的倾向，严重影响了车轴的使用寿命，给铁路运输安全带来了隐患。表2 LZ 50钢车轴的力学性能指标 屈服点抗拉强度收缩率伸长率冲击AKU2 (J) (MPa) (MPa)Γ(%) Γ(%) |车轴坯纵向|车轴坯横向 彡 345 ^ 610^ 35 ^ 21 ^ 22^ 18此外，由于LZ 50钢中合金元素较少，在热处理过程中车轴晶粒的异常长大难以保证，致使LZ 50钢车轴在生产中经常出现混晶的现象，晶粒度为3-6级，晶粒粗大导致该钢拉伸和冲击性能不佳，且耐腐蚀性能也随之减弱，严重影响了车轴的力学性能。从提高铁路运输安全，减少疲劳裂纹的产生，降低车轴突然断裂的倾向出发，提高车轴的强度和韧性指标至关重要，合理的热处理工艺是保证车轴性能的技术关键。不同化学成分的钢材需要配备对应的热处理工艺，设计和研发一种高强度和高韧性的车轴钢及相对应的热处理工艺是亟待解决的课题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对上述热处理工艺的问题，提出一种车轴钢的热处理工艺，以实现制备得到的车轴具有高强度和高韧性的优点。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是一种车轴钢的热处理工艺，包括以下步骤(I) 一次正火温度840_880°C，保温时间3-5小时，然后冷却至500°C以下； (2) 二次正火温度800_840°C，保温时间3_5小时，然后冷却至250°C以下；(3)回火温度660_690°C，保温时间3_5小时，然后冷却至室温。进一步地，所述一次正火温度860_870°C，保温时间3_5小时，然后冷却500°C以下。进一步地，所述二次正火温度820_830°C，保温时间3_5小时，然后冷却至250°C以下。进一步地，所述回火温度670_680°C，保温时间3_5小时，然后冷却至室温。进一步地，所述一次正火冷却速度为将车轴钢在40_60min冷却至500°C以下。进一步地，所述二次正火冷却速度为将车轴钢在80_120min冷却至250°C以下。进一步地，所述一次正火和二次正火的升温速度为2-10°C /min本专利技术的另一个目的还公开了一种车轴，采用上述热处理工艺制备而成。本专利技术公开了一种车轴钢的热处理工艺，通过两次正火一次回火，得到了晶粒度均匀细化，且强度高、韧性高的41CrMo钢车轴，满足不断提速、重载铁路货车的需要。具体实施例方式为满足不断革新的铁路货车的需要，研制了新型车轴用41CrMo钢，41CrMo钢的化学成分如表3所不。表3 41CrMo钢的化学成分(余量为铁及其他不可避免的元素)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车轴钢的热处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：（1）一次正火：温度840?880℃，保温时间3?5小时，然后冷却至500℃以下；（2）二次正火：温度800?840℃，保温时间3?5小时，然后冷却至250℃以下；（3）回火：温度660?690℃，保温时间3?5小时，然后冷却至室温。

【技术特征摘要】
1.一种车轴钢的热处理工艺，其特征在于，包括以下步骤 (1)一次正火温度840-880°C，保温时间3-5小时，然后冷却至500°C以下； (2)二次正火温度800-840°C，保温时间3-5小时，然后冷却至250°C以下； (3)回火温度660-690°C，保温时间3-5小时，然后冷却至室温。2.根据权利要求1所述车轴钢的热处理工艺，其特征在于，所述一次正火温度860-870°C，保温时间3-5小时，然后冷却500°C以下。3.根据权利要求1所述车轴钢的热处理工艺，其特征在于，所述二次正火温度820-830°C，保...

【专利技术属性】
技术研发人员：王皓，温宝利，邹本仁，秦晓锋，李辉，唐振英，
申请(专利权)人：齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：