A3T材質(zhì)車軸產(chǎn)品試制工藝研究及性能分析

張 艷 高振波 陶盈龍 于文壇

(馬鋼軌道交通裝備有限公司 安徽 馬鞍山 243000)

隨著高鐵和重載貨運(yùn)的高速發(fā)展，只有不斷研發(fā)新材質(zhì)車軸才能滿足各類鐵路車輛提出的新需求。A3T調(diào)質(zhì)態(tài)車軸為BS 5892-1[1]所列車軸級(jí)別，與EN 13261標(biāo)準(zhǔn)中EA4T車軸性能要求一致，但成分有明顯差別，目前國(guó)內(nèi)上線運(yùn)行的動(dòng)車組用EA4T車軸成分設(shè)計(jì)為中低C(≤0.30%)+高Cr(1.0%～1.20%)+中Mn(0.60%～0.8%)，而A3T車軸要求為中C(≤0.40%)+高M(jìn)n(1.0%～1.60%)+中低Cr(≤0.50%)。A3T車軸鋼，其Mn含量高、高溫脆性大，對(duì)鋼坯冶煉、軋制、車軸鍛造、熱處理等工藝控制要求較高。

A3T材質(zhì)車軸在國(guó)內(nèi)基本屬于空白，針對(duì)全新材質(zhì)A3T的車軸研發(fā)，需在其化學(xué)成分、制造工藝、熱處理工藝、探傷檢測(cè)等方面進(jìn)行深入的研究，通過(guò)化學(xué)成分、金相組織和力學(xué)性能等檢驗(yàn)驗(yàn)證了工藝質(zhì)量控制的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了小批量穩(wěn)定供貨。

1 生產(chǎn)試制

1.1 生產(chǎn)工藝流程

根據(jù)客戶要求、標(biāo)準(zhǔn)要求以及類似鋼種的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，基于公司的實(shí)際情況，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，確定A3T材質(zhì)車軸生產(chǎn)工藝流程為：配料→電弧爐冶煉→LF 爐精煉→真空脫氣→連鑄圓坯(?600 mm)→軋制方坯(250 mm×250 mm)→車軸鍛造→熱處理→加工→探傷→終檢。

1.2 試驗(yàn)材料

從標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)成分來(lái)看，A3T材質(zhì)屬于中碳合金鋼，淬透性一般。為了能使車軸截面(?210 mm)1/2半徑處獲得良好的橫向與縱向力學(xué)性能，須對(duì)車軸鋼的化學(xué)成分及潔凈度作嚴(yán)格控制。

首先，提高C、Mn含量以增加鋼的淬透性并彌補(bǔ)Cr、Mo含量降低帶來(lái)的強(qiáng)度損失；其次，采用V、N微合金化以及添加適量的Cr、Ni提高鋼的強(qiáng)韌匹配性；同時(shí)嚴(yán)格控制P、S含量以及[O]、[H]等有害氣體成分，降低其開裂敏感性，其成分設(shè)計(jì)如表1所示，氣體成分控制如表2所示。……