鐵路車輪鋼 (wheel steel for railway)
用于制造各種鐵路機車和車輛車輪的專業用鋼。按制造工藝分為軋制車輪和鑄造車輪。由鋼坯軋制的整體輾制車輪在綜合性能、高低倍組織、力學性能、金屬利用率和使用壽命方面均優于鑄造車輪。
車輪的受力及其影響 車輪把車輛承受的載荷傳遞到鋼軌，在機車制動時，它又承受閘瓦的作用，因而車輪在復雜應力的狀態下工作。磨損、剝離和熱裂是車輪失效的三大原因。隨著軸載的增加，車輪的磨損和接觸疲勞缺陷都會增加。車輪除要有足夠的強度和耐磨性能外，還應具有良好的韌性和抗熱裂性。
化學成分和力學性能 中國的鐵路車輪鋼的化學成分和力學性能見表l、表2。隨著碳含量增加而車輪的強度、硬度和耐磨性增加，但會增加車輪的熱裂敏感性。為了減少車輪的熱裂敏感性，在車速和載重增加的情況下，應適當降低車輪的碳含量，加入少量的釩可提高車輪的強韌性。高速運行、強力制動的車輛鋼的碳含量一般要比中速運行、緩慢制動的車輪鋼碳含量低。
表1 車輪鋼化學成分
鋼 類 | 化 學 成 分／％ | |||||
C | Mn | Si | P | S | V | |
CL60 | 0.35～O.65 | O.50～O.80 | O.17～0.37 | %26le;0.035 | %26le;O.040 | |
CL45MnSiV | O.44～O.52 | O.80～1.2 | O.50～O.80 | %26le;0.040 | %26le;O.035 | O.08～O.15 |
表2 車輪鋼力學性能
級別 | 鋼種 | 抗拉強度%26sigma;b/MPa | 伸長率%26delta;/％ | 斷面收縮率%26psi;/％ | 常溫沖擊值 AK/J | 硬度(HB) | |
不 小 于 | |||||||
A | CL45MnSiV | 880～1125 | 12 | 21 | 18.4 | 251 | |
A | CI.60 | 客車 | 910～1155 | 8 | 14 | 12.8 | 255 |
貨車 | |||||||
B | 客車 | 880～1105 | 10 | 14 | 12.8 | 251 | |
貨車 | 860～1090 | 248 | |||||
車輪鋼可采用平爐、電爐或氧氣轉爐冶煉。爐后采用鋼包吹氬處理或其他爐外精煉工藝。車輪鋼的澆鑄，有的采用模鑄，有的采用圓坯連續鑄造。鋼錠采用下注法澆鑄，錠形多為圓形或多角形，錠形的高寬比(H/D)偏大、錐度小。
質量檢查 鐵路用整體輾制車輪需作低倍、高倍超聲波探傷，磁粉探傷和落錘試驗。在酸浸低倍試片上不得有白點、縮孔殘余、分層、裂紋、翻皮、異型偏析及金屬夾雜物。一般疏松、中心疏松、非金屬夾雜物不得大于A級。高倍組織中A級車輪的非金屬夾雜物平均級別(不變形硅酸鹽除外)不得大于四級，其中條狀氧化物不得大于一級。
A級車輪和B級客車輪應進行超聲波探傷并需經過退磁處理。B級貨車輪根據需方要求處理。A級車輪的輻板表面應進行磁粉探傷檢查。B級車輪根據需方的要求處理。
