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1、10申请公布号CN102021301A43申请公布日20110420CN102021301ACN102021301A21申请号201010613553622申请日20101230C21D9/00200601C21D1/78200601C21D1/6820060171申请人马鞍山钢铁股份有限公司地址243003安徽省马鞍山市湖南西路8号技术中心知识产权部72发明人赵海陈刚江波李翔王世付钟斌孙曼丽程德利74专利代理机构芜湖安汇知识产权代理有限公司34107代理人张小虹54发明名称一种高碳钢铁路车轮的热处理方法57摘要本发明公开了一种高碳钢车轮的热处理方法，在锻压轧制工序、等温工序之后，将车轮工件加。
2、热至830850进行空冷正火处理；在随后的淬火加热时对辐板覆盖耐火材料进行保护，首先加热至710740，保温90MIN，进行两相区退火，使碳化物发生部分球化，获得少量粒状珠光体组织，随后将车轮放入炉温为910930保温炉内，保温40MIN后，进行淬火，最后在50010回火处理。采用上述技术方案，可显著提高车轮辐板冲击韧性，有效降低车轮辐板强度，同时在确保高碳钢车轮轮辋强度、硬度不变的前提下明显提高冲击韧性及断裂韧性，以有效提高高碳钢车轮整体性能，保证产品的使用安全。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页CN102021315A1/1页21一种高碳。
3、钢铁路车轮的热处理方法，包括以下步骤A、将轧制成型的车轮加热至830850，并保温23H，然后出炉空冷；B、对车轮轮毂、辐板表面涂敷耐火材料，加热至710740，保温7090MIN；C、将车轮放入炉温910930保温炉内快速加热升温，并保温3040MIN；D、对踏面淬火30010SE、加热至51010进行回火。2如权力要求1所述的热处理方法，其特征在于步骤B中所述的耐火材料为耐火石棉。3根据权利要求1的车轮热处理方法，其特征是所述高碳钢碳含量为055077质量百分比。权利要求书CN102021301ACN102021315A1/3页3一种高碳钢铁路车轮的热处理方法技术领域0001本发明属铁路用。
4、辗钢整体车轮热处理领域。背景技术0002从国内铁道客车车辆用车轮的标准演变过程看，1988年颁布实施了GB860188铁路用辗钢整体车轮，适用于我国铁路提速以前，运行速度80KM/H的铁道客车车辆用车轮；1996颁布的TB/T27081996铁路快速客车辗钢整体车轮技术条件替代了GB860188，主要适用于我国铁路提速以后，运行速度160KM/H的铁道客车车辆用车轮。这两个标准中常规CL60车轮钢的成分要求是一致的，但是TB/T27081996在要求保证轮辋塑性、辐板常温冲击韧性要求不变的前提下，断面硬度值由255HB提高到265320HB；即将修订颁布的新TB中在要求保证轮辋强塑性、断面硬度。
5、要求不变的前提下又增加了轮辋20低温冲击韧性的要求。而常规CL60钢车轮的室温组织状态为铁素体珠光体，这种钢的显著特点是，强硬度的提高会导致冲击韧性的下降，从而降低车轮内部抗裂纹扩展能力，当车轮在服役过程中受到复杂的轮轨相互作用力的作用时，会对使用安全性能产生不利影响。0003同时，在C077的高碳钢车轮中随C含量的增加，由于组织中铁素体含量减少，韧性急剧下降，主要表现在辐板冲击韧性和轮辋断裂韧性的降低。从而降低了车轮内部抗裂纹生成和扩展能力，增加了车轮使用过程中的风险性。0004因此，如何在保持高碳钢车轮轮辋强硬度性能指标不变的前提下，有效提高轮辋断裂韧性和车轮辐板的冲击韧性，是目前急需解决。
6、的一个重要问题。发明内容0005针对现有技术的不足，本发明提供一种高碳钢铁路车轮的热处理方法，该热处理方法可以降低辐板强度，提高辐板冲击韧性，能够有效提高车轮轮辋强韧性匹配，通过改善辐板、轮辋的性能，从而提高车轮的整体性能，确保车轮服役使用安全。0006为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是0007一种高碳钢铁路车轮的热处理方法，包括以下步骤0008A、将轧制成型的车轮加热至830850，保温23H，然后出炉空冷；0009B、对车轮轮毂、辐板表面涂敷耐火材料，加热至710740，保温7090MIN；0010C、将车轮放入炉温910930保温炉内快速加热升温，并保温3040MIN；0011D。
7、、对踏面淬火30010S0012E、加热至51010进行回火。0013步骤B中所述的耐火材料为耐火石棉。0014所述高碳钢碳含量为055077质量百分比。0015首先将碳含量在055077范围的高碳钢车轮钢坯按照常规工艺在12701290加热；随后通过常规高温锻压轧制成车轮工件；在450550进行缓冷说明书CN102021301ACN102021315A2/3页4去氢处理后，出炉冷却至室温；然后加热至830850，保温23H，然后空冷，进行正火预处理；对车轮轮毂、辐板表面涂敷耐火材料进行保护加热至710740并保温7090MIN，确保辐板组织产生少量球状珠光体；然后将车轮放入炉温910930保。
8、温炉内快速加热升温，并保温3040MIN，由于辐板覆盖耐火石棉保温材料，可使辐板温度低于AC3线，其少量球化珠光体组织得以保留，而轮辋在高温气氛下短时间内实现奥氏体化，且晶粒细小，此时对踏面淬火30010S，可使轮辋获得较细的片状珠光体晶粒。最后再加热至51010进行回火工序。0016上述技术方案解决了本领域长期未能解决的技术难题，与现有技术相比，本发明获得了以下有益效果0017对于碳含量在055077范围的高碳钢车轮，通过改变辐板珠光体组织状态，达到降低辐板强度，提高辐板冲击韧性指标的目的，一般可使辐板冲击功提高1015J左右，使辐板强度降低60100N/MM2左右；淬火时通过快速加热使轮辋。
9、温度上升至AC3线上实现组织的奥实体化，由于快速加热减少奥氏体晶粒的长大时间，因此淬火后轮辋获得较细的片状珠光体晶粒，明显提高轮辋的各项性能指标，使轮辋达到较好的强韧性匹配，可使轮辋冲击韧性提高5J左右，断裂韧性提高1015MPAM1/2左右，大大改善了车轮的强韧性匹配，确保车轮服役的安全性，提高车轮的整体性能；该工艺可实现对辐板、轮辋同时处理，较以往轮辋、辐板分布处理工艺，简化了流程，提高了效率。具体实施方式0018下面结合实施例对本发明做进一步的描述。0019实施例10020一种高碳钢铁路车轮的热处理方法，包括以下步骤0021将表1所示成分的高碳钢车轮钢坯按照常规工艺在1270加热；随后通。
10、过常规高温锻压轧制成直径为860MM车轮工件在450进行缓冷去氢处理后，出炉冷却至室温；然后加热至830，保温2H，然后空冷，进行正火预处理；对车轮轮毂、辐板表面涂敷耐火石棉进行保护加热至710并保温70MIN；将车轮放入炉温910的保温炉内快速加热升温并保温30MIN，完成淬火加热后对轮辋踏面淬火30010S；最后加热至50010回火处理。0022实施例20023一种高碳钢铁路车轮的热处理方法，包括以下步骤0024将表1所示成分的高碳钢车轮钢坯按照常规工艺在1290加热；随后通过常规高温锻压轧制成直径为920MM车轮工件在550进行缓冷去氢处理后，出炉冷却至室温；然后加热至850，保温3H，。
11、然后空冷，进行正火预处理；对车轮轮毂、辐板表面涂敷耐火石棉进行保护加热740保温90MIN后，将车轮放入炉温930的保温炉内快速加热升温并保温40MIN，完成淬火加热后对轮辋踏面淬火30010S；最后加热至50010回火处理。0025对比例10026化学成分同实施例1，其工艺为1250轧制并在450进行缓冷去氢处理加热860并保温4H后出炉淬火300S500回火处理。说明书CN102021301ACN102021315A3/3页50027对比例20028化学成分同实施例2，工艺步骤同对比例1。0029实施例1、实施例2、对比例1和对比例2车轮轮辋辐板最终处理后强硬度性能、韧性性能结果见表2和表3。0030表1、实施例车轮化学成分质量百分数0031实施实例CSIMNPSFE105802707100140003余量207002808000100001余量0032表2、实施例和对比例车轮轮辋辐板最终处理后强硬度性能结果00330034表3、实施例和对比例车轮轮辋辐板最终处理后韧性性能结果0035说明书CN102021301A。