A3T材質車軸產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的高速發展，只有不斷研發新材質車軸才能滿足各類鐵路車輛提出的新需求。A3T調質態車軸為BS 5892-1[1]所列車軸級別，與EN 13261標準中EA4T車軸性能要求一致，但成分有明顯差別，目前國內上線運行的動車組用EA4T車軸成分設計為中低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Mn(1.0%～1.60%)+中低Cr(≤0.50%)。A3T車軸鋼，其Mn含量高、高溫脆性大，對鋼坯冶煉、軋制、車軸鍛造、熱處理等工藝控制要求較高。

A3T材質車軸在國內基本屬于空白，針對全新材質A3T的車軸研發，需在其化學成分、制造工藝、熱處理工藝、探傷檢測等方面進行深入的研究，通過化學成分、金相組織和力學性能等檢驗驗證了工藝質量控制的穩定性，實現了小批量穩定供貨。

1 生產試制

1.1 生產工藝流程

根據客戶要求、標準要求以及類似鋼種的研發經驗，基于公司的實際情況，經過多次試驗，確定A3T材質車軸生產工藝流程為：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 試驗材料

從標準化學成分來看，A3T材質屬于中碳合金鋼，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性能，須對車軸鋼的化學成分及潔凈度作嚴格控制。

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