高铁用25CrMo车轴钢淬透性的研究

摘要

随着我国铁路第六次大提速，对铁道和列车提出了更高更严的要求。高铁列车车轴是其行走部分的重要零件，其质量决定了列车运行的速度和运输的安全，因此，车轴的性能至关重要。车轴的力学性能是通过车轴钢的成分和热处理两方面来保证的，而淬透性是车轴热处理工艺的重要设计依据。本文采用硬度测量、定量金相与金相分析、扫描电镜等手段，研究了高铁用25CrMo车轴钢的淬透性，主要内容如下：
　　 1.根据高铁技术标准中对车轴材料C、Si、Cr、Mo、Mn、Ni、Cu、V等合金元素成分控制范围的要求，设计了高铁用25CrMo车轴钢，对夹杂物及疲劳性能进行测试，其冶金质量良好，力学性能满足标准要求。
　　 2.基于传统的末端淬火试验方法，提出了一种改进的新型端淬试验方法，其优点在于：试样在封闭的空间冷却时，抑制了热量沿横向传递，而强制热量沿轴向传递，避免产生边缘效应。
　　 3.研究了热处理工艺对25CrMo车轴钢组织与硬度的影响。25CrMo钢的贝氏体形成能力强，即使空冷也能形成贝氏体。最终热处理工艺可以选择淬火(870℃)+中温回火(380℃)，冷却方式为水冷。
　　 4.研究了化学成分对25CrMo车轴钢淬透性的影响。其中C、Cr、Mn、Mo对25CrMo车轴钢的淬透性影响大，随着元素含量的增加，端淬曲线上移，硬度明显增加，淬透值都可以达到15mm以上。端淬后由水冷端向空冷端的组织依次为马氏体、马氏体+贝氏体、贝氏体。
　　 5.在分析已有数学模型的基础上，基于试验数据建立了25CrMo车轴钢端淬曲线数学模型，并确定了淬透性系数与25CrMo车轴钢化学成分之间的定量关系。