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(biāo)EA1N車軸鋼性能進(jìn)行研究，得到了寶貴的試驗數(shù)據(jù)。同時將歐標(biāo)EA1N車軸鋼的各項性能與部分國標(biāo)中低碳鋼進(jìn)行了對比分析。

關(guān)鍵詞：車軸鋼;熱處理;國標(biāo)中低碳鋼。

1、引言

EA1N鋼為歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN13261中應(yīng)用的車軸鋼，廣泛應(yīng)用于德國、法國等歐洲發(fā)達(dá)國家鐵路行業(yè)。隨著國外軌道交通裝備設(shè)計技術(shù)在國內(nèi)引進(jìn)，該鋼種在國內(nèi)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(chǎn)生一定量的“尾余料”，這類“尾余料”如按照廢鋼進(jìn)行處理將會造成資源的大量浪費;現(xiàn)在考慮用EA1N材料來替代市場中部分碳素結(jié)構(gòu)鋼與優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的產(chǎn)品，為實現(xiàn)公司“十四五”規(guī)劃中的工藝降成本做出一定的貢獻(xiàn)。

2、材料成分對比

選用GB∕T 17107-1997《鍛件用結(jié)構(gòu)鋼牌號和力學(xué)性能》中的45鋼與GB∕T 1591-2018《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》中的Q355B作為對比分析的對象，兩者與EA1N化學(xué)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(yán)于兩者。

3、機(jī)械性能試驗數(shù)據(jù)與對比分析

3.1 數(shù)據(jù)對比

EA1N材料根據(jù)不同的熱處理方式分別進(jìn)行試驗，根據(jù)GB/T 2075《鋼及鋼產(chǎn)品力學(xué)性能試驗取樣位置及試樣制備》規(guī)定取樣，并進(jìn)行力學(xué)性能試驗，得到了EA1N材料力學(xué)性能數(shù)據(jù)。將其數(shù)據(jù)與國標(biāo)45鋼和Q355B進(jìn)行對比，結(jié)果如表2。

3.2數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)顯示，歐標(biāo)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(diào)質(zhì)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(jīng)對比分析，歐標(biāo)EA1N車軸鋼在相同熱處理工藝下完全能達(dá)到國標(biāo)常用中、低碳鋼中45鋼與Q355B的要求，且各項機(jī)械性能平均超出45鋼與Q355B性能要求30%以上，完全可以進(jìn)行材料代用。

4、金相組織對比

5、結(jié)論

1）EA1N材料在同等的熱處理條件下強度與塑性都要小優(yōu)于國標(biāo)45鋼與Q355B，但沖擊韌性較兩者有大幅領(lǐng)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(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，從而降低產(chǎn)品成本。

6、EA1N材料的應(yīng)用

在工程機(jī)械領(lǐng)域，EA1N材料已經(jīng)在部分Q355B鍛件上實現(xiàn)了代用，已得到多方客戶認(rèn)可，且批量應(yīng)用。在軌道交通領(lǐng)域，EA1N材料在部分45鋼鍛件上批量代用，且使用效果良好。

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