歐標EA1N車軸鋼與國標中低碳鋼性能對比研究

鄒金庭 牛迎春 李泉 歐陽光 張萬清

摘要：通過不同熱處理工藝對歐標EA1N車軸鋼性能進行研究，得到了寶貴的試驗數據。同時將歐標EA1N車軸鋼的各項性能與部分國標中低碳鋼進行了對比分析。

關鍵詞：車軸鋼;熱處理;國標中低碳鋼。

1、引言

EA1N鋼為歐洲標準EN13261中應用的車軸鋼，廣泛應用于德國、法國等歐洲發達國家鐵路行業。隨著國外軌道交通裝備設計技術在國內引進，該鋼種在國內各型地鐵車軸上普遍使用，比如武漢2號線、廣州3號線、昆明1號線、鄭州1號線、寧波1號線、長沙3/4號線等。

目前，我司在EA1N車軸制造工藝中會產生一定量的“尾余料”，這類“尾余料”如按照廢鋼進行處理將會造成資源的大量浪費;現在考慮用EA1N材料來替代市場中部分碳素結構鋼與優質碳素結構鋼的產品，為實現公司“十四五”規劃中的工藝降成本做出一定的貢獻。

2、材料成分對比

選用GB∕T 17107-1997《鍛件用結構鋼牌號和力學性能》中的45鋼與GB∕T 1591-2018《低合金高強度結構鋼》中的Q355B作為對比分析的對象，兩者與EA1N化學成分對比如表1所示。從下表可以看出，EA1N的含碳量低于45鋼高于Q355B，錳含量高于45鋼低于Q355B，但對合金元素與有害元素的控制都要嚴于兩者。

3、機械性能試驗數據與對比分析

3.1 數據對比

EA1N材料根據不同的熱處理方式分別進行試驗，根據GB/T 2075《鋼及鋼產品力學性能試驗取樣位置及試樣制備》規定取樣，并進行力學性能試驗，得到了EA1N材料力學性能數據。將其數據與國標45鋼和Q355B進行對比，結果如表2。

3.2數據分析

試驗數據顯示，歐標EA1N車軸鋼在正火后抗拉強度在650Mpa左右，屈服強度在400MPa左右，伸長率在20%以上，斷面收縮率在50%以上。調質熱處理后抗拉強度在750Mpa以上，屈服強度在500Mpa以上，伸長率在20%以上，斷面收縮率在55%以上。

經對比分析，歐標EA1N車軸鋼在相同熱處理工藝下完全能達到國標常用中、低碳鋼中45鋼與Q355B的要求，且各項機械性能平均超出45鋼與Q355B性能要求30%以上，完全可以進行材料代用。

4、金相組織對比

5、結論

1）EA1N材料在同等的熱處理條件下強度與塑性都要小優于國標45鋼與Q355B，但沖擊韌性較兩者有大幅領先，且金相組織相類似;

2）EA1N材料在同等的熱處理條件下完全可以替代部分碳素結構鋼和優質碳素結構鋼，從而降低產品成本。

6、EA1N材料的應用

在工程機械領域，EA1N材料已經在部分Q355B鍛件上實現了代用，已得到多方客戶認可，且批量應用。在軌道交通領域，EA1N材料在部分45鋼鍛件上批量代用，且使用效果良好。

參考文獻

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