淺析A型地鐵車輪材料

何龍 劉志遠 李濤 徐成祥

摘要：A型地鐵廣泛應用于全國各大城市之中，車輪作為A型地鐵的重要組成部分，對于其材料的研究是非常重要而有意義的。本文將A型地鐵的車輪材料作為研究對象，對目前所使用的車輪材料進行一定的比較分析。

關鍵詞：A型地鐵 車輪 材料對比 材料分析

引言：目前，A型地鐵車輪使用的材質主要包括ER8、ER9、CL60以及CGl0。ER8和ER9：EN13262標準中材料，CL6是TB/T2817標準中材料。而CG10來自于《城市軌道A型車用碾鋼整體車輪行業技術規范》（以下簡稱《規范》），此規范是國內地鐵公司以及主要的車輪制造商共同編寫的。本文將針對以上幾種材料，對其各項參數進行對比，以對今后的材料選擇和設計做出一定的指導和參考。

—、性能指標或功能要求

從車輪的各種化學成分上看，每種車輪的化學成分的要求百分比要求上差別不是很大。但是細微的化學成分的調整再加上工藝上控制的不同，車輪的性能也會有一定的區別，本文中車輪的化學成分要求可以在相應的標準中查詢得到。

對于車輪的輪輞斷裂韌性，標準ENl3262中的材料ER8和ER9。標準TB2817中的材料CL60以及《規范》中的材料CG10并沒有規定。但是對于EN13262中的ER8以及ER9卻有規定，建議對于沒有規定斷裂韌性的車輪也增加相應的指標，斷裂韌性的數值根據材料硬度進行確定。

對于車輪熱處理一致性，現在ER8和ER9有明確的要求，要求相同批號車輪輪緣的極限硬度值不可以超過30HB，而對于CL60和CG10則沒有相應的要求。但是建議在生產制造增加極限硬度值不超過30HB的要求。對于車輪的硬度，要參考軌道的硬度進行參數匹配。提高車輪的壽命。

對于低倍組織，CL60和CG10要求為車輪低倍試片上不得有白點、縮孔殘余、分層、裂紋、翻皮、異型偏析和金屬異物，并且對于一般疏松、中心疏松、偏析和非金屬夾雜物也有一定的要求。而對于ER8和ER9則沒有相應的要求。建議在生產制造時增加相應的要求。

對于車輪的清潔程度。不同車輪對應的標準都有一定的要求，各個標準的要求也不盡相同。對于標準EN13262中的ER8和ER9，還用速度等級的不同來對車輪的清潔程度進行區別規定。從設計的角度來說，對車輪清潔程度的要求越高，車輪的質量就會越好；但是反過來，從制造的角度來說，對車輪清潔程度的要求越高。車輪的制造成本也會相應的提高。所以，對于車輪清潔程度的要求要綜合考慮兩方面的影響。在保證車輪質量的前提下盡量放寬對車輪清潔程度的要求。

對于車輪的晶粒度，材料CL60、ER8和ER9并沒有相應的要求，而CG10對于車輪的顯微組織要求為細珠光體和少量鐵素體，不應存在影響車輪使用性能的其他有害組織，同時要求晶粒度不應低于6級。對于沒有要求晶粒度的相關材料.建議增加此方面的要求。來提高車輪的質量和性能。

對于車輪的超聲波探傷的要求，每種材料對應的標準中都有相應的要求，但是要求不完全相同，再設計車輪時，可以根據對于車輪要求的不同。合理的對于車輪的超聲波探傷進行要求，可以在滿足車輪運行要求的前提下降低車輪的成本。

對于車輪殘余應力要求主要包括兩方面的要求：一是車輪的殘余應力趨勢的要求，是例行試驗的要求，對于本文中的ER8、ER9、CL60以及CG10都有相應的要求：二是殘余應力分布的檢測，是型式試驗的要求，對于本文中的ER8、ER9以及CG10也都有相應的要求。對于CL60對應TB/T2817沒有相應的要求。對于要求較高的車輪建議增加相應的要求。

二、機械要求

對于車輪的拉伸性能的要求，包括對于輪輞和輻板的要求.其中對于輪輞的要求包括屈服強度、拉伸強度、延伸率，對于輻板的要求包括抗拉強度減少值和延伸率，對于這些要求，本文中的材料都有相應的要求，可以根據標準進行確定。

對于車輪的沖擊性能的要求。包括常溫沖擊要求以及低溫沖擊要求。常溫沖擊：在+20℃時使用U型槽口的試件沖擊試驗的平均值以及最低值的要求。此要求對于本文中的材料都有要求：低溫沖擊：在20℃時使用V型槽口的試件沖擊試驗的平均值以及最低值的要求，材料ER8和ER9都有相應的要求，對于CL60和CG10沒有相應的要求，建議在生產制造工程增加相應的要求，試驗值的大小可以考慮和同等硬度值的材料進行選取。

三、結論

以上就是對于幾種車輪材料參數以及性能的簡單分析。每種參數和性能還有相關的性能試驗，在對應的標準中也有相應的規定，可以進行參考。總結一下，對于各種參數的要求越高，車輪的性能相應的會越好，成本相應的也會增高；降低一些參數的要求，車輪的性能會相應的變差。但是成本會相應的降低；所以，要綜合考慮性能和成本之間的關系，在生產制造時給定一定的參數標準對車輪進行管控。在保證性能的前提下降低車輪的成本。