LZ45CrV车轴钢热处理工艺研究

陈柏旭

车轴是铁道车辆运输中的重要承重部件，在运行与停车时，要承受加速与减速的冲击力、制动力，当列车处于高速与重载的情况下，车轴的受力情况将更为复杂。车轴的质量问题紧密关系着铁道运输的安全问题，为此，各国对车轴的综合力学性能均有严格的技术要求。为满足铁路货车向高速和重载发展的需求，铁道部组织国内相关钢厂及车轴进行LZ45CrV新材质车轴开发。相关技术条件规定，车轴坯和成品车轴须采用一次正火＋回火或两次正火＋回火的热处理工艺制度，因此，最佳正火工艺的摸索对保证LZ45CrV车轴坯和成品车轴良好的综合性能将起到很重要的作用。

实验材料为某钢厂生产的轧态车轴坯（Φ260mm×260mm），其化学成分如表1所示。热处理试验用小样沿轧制方向切取。规格为15mm×35mm×58mm和18mm×50mm×60mm冲击试样加工成10mm×10mm×55mm的夏比U型标准冲击试样。
表1  LZ45CrV钢的化学成分（质量分数，%）

C	Si	Mn	P	S	Al	Cr	V	Cu	Ni
0.46	0.26	0.75	0.009	0.004	0.034	0.53	0.10	0.012	0.013

本试验重点分析不同正火＋回火工艺中正火工艺与材料力学性能和组织之间的关系，分别设计热处理工艺。①正火＋回火，正火温度810、830、850、870和890℃；②两次正火＋回火，第一次正火温度910℃，第二次正火温度分别为770、790、810、830和850℃；同时，为了探讨布氏硬度与最后一次正火温度的关系，设计了两组三次正火＋回火试验。所有试验回火温度均采用500℃。用KB3000BVRZ自动万能硬度计测试试验材料的布氏硬度；用RKP450冲击试验机测试冲击值；用ZeissHAL100金相显微镜观察不同热处理试样组织，金相组织腐蚀液为4%的硝酸酒精溶液。试验的结果表明：
（1）新材质车轴钢LZ45CrV不同温度正火加回火热处理，其组织为铁素体和珠光体，850℃时具有良好的综合性能。此时的力学性能为硬度217HB，冲击功68J。
（2）两次正火＋回火热处理比一次正火＋回火得到的组织更为细小，具有更好的综合性能，此时的力学性能为硬度188HB，冲击功100.5J。
（3）LZ45CrV最佳两次正火＋回火的热处理工艺为910℃第一次正火＋790℃第二次正火＋500℃回火。
（4）最后一次正火温度决定材料的硬度，其原因是正火温度的高低影响钒的析出，钒形成的碳氮化合物第二相粒子有效阻止了珠光体中的碳向奥氏体中迁移，提高了珠光体含量。

flyskyhero

没有做过这种材料。