国产EA4T车轴钢的显微组织与强韧性研究
高铁用进口EA4T钢车轴的组织和力学性能
高铁用进口EA4T钢车轴的组织和力学性能
冉旭;姜明坤;韩英
【期刊名称】《机械工程材料》
【年(卷),期】2019(43)8
【摘要】研究了高铁用进口EA4T钢车轴的显微组织和力学性能,分析了组织和力学性能的均匀性。
结果表明:车轴中存在CaS、Al2O3及少量硅酸盐等非金属夹杂物,沿表面至心部夹杂物的数量增多;车轴不同位置的显微组织均为回火马氏体、贝氏体和少量先共析铁素体,自表面向心部先共析铁素体的尺寸增大、数量增多,组织不均匀;车轴的拉伸性能和硬度均满足标准要求,但心部因先共析铁素体含量较多,抗拉强度明显较低;车轴纵向存在带状组织,因此其横向冲击韧性较差;车轴试样的拉伸断口存在较多小而深的韧窝,说明其塑性良好,断裂方式为韧性断裂,而冲击断口存在明显的河流花样和韧窝,断裂方式为脆韧混合断裂。
【总页数】6页(P41-45)
【作者】冉旭;姜明坤;韩英
【作者单位】长春工业大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG142
【相关文献】
1.不同成分EA4T车轴钢的高周疲劳性能
2.淬、回火参数对250 mm×250 mm EA4T高速动车轴用钢组织和性能的影响
3.高铁用EA4T车轴钢热变形行为及变形
抗力模型的试验研究4.高铁车轴用结构钢的热处理和力学性能5.激光熔覆修复EA4T车轴钢显微组织和强度评价
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高铁用EA4T车轴钢热变形行为及变形抗力模型的试验研究
Ｅｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ Ｈｏ ｔ Ｄｅ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｂｅ ｈ ａ ｖ ｉ ｏ ｒ ａ ｎ ｄ Ｍａ ｔ ｈ Ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｓ ｆ ｏ ｒ
Ｄｅ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｒｅ ｓ ｉ ｓ ａｎ ｔ ｃ ｅ ｏ ｆ ＥＡ４ Ｔ Ａｘ ｌ ｅ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｏｒ ｆ Ｈｉ ｇ ｈ Ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ Ｒａ ｉ ｌ
验机进行单 道次压缩变形 ， 变形完成 后进行 水淬 冷却
至室 温 。测 试 温 度 为 ９ ５ ０～１ １ ５ ０ ｃ Ｃ， 应 变 速 率 为 ０ ． １～ ２ ０ Ｓ ～； 形 变量 ６ ０ ％， 共进 行 ３ ０个 试 验 测试 ，
冶炼设 备为北 京科技 大 学冶金 与生态 学 院冶金 实验技 术 中心金 属 熔炼 实 验 室用 Ｚ Ｇ － ０ ． ０ １型 １ ０ ｋ ｇ 真空 感应 炉 ， 冶 炼实 测 成 分 与 标 准 值 如 表 １ 。试 验 材料 经感 应 炉 冶 炼 浇 铸 成 钢 锭 ， 然 后 将 其 锻 造 成
２ ． １ 试 验钢 的应 力． 应 变 曲线 及其 分析 在１ １ ５ ０ ｏ Ｃ、 应变 速 率 ２ ０ Ｓ 的试 验 中 ， 由于 试
样压坏， 缺少 １ 组数据 ， 共得有效数据 ２ ９ 组， 对结果
《2024年高碳Cr-Si-Mo轴承钢的组织及力学性能》范文
《高碳Cr-Si-Mo轴承钢的组织及力学性能》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，轴承作为机械设备的核心部件，其性能和寿命直接关系到设备的稳定性和可靠性。
高碳Cr-Si-Mo 轴承钢因其优良的硬度、耐磨性及抗疲劳性能在工业领域中广泛应用。
然而，为了进一步优化其性能，了解其微观组织和力学性能之间的关系变得尤为重要。
本文将探讨高碳Cr-Si-Mo轴承钢的组织结构及力学性能，旨在为相关研究提供理论依据。
二、实验材料与方法本实验所采用的高碳Cr-Si-Mo轴承钢来自某知名钢铁企业，其化学成分经过严格把控。
通过金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等设备，对钢材的微观组织进行观察和分析。
同时，利用硬度计、拉伸试验机等设备，对钢材的力学性能进行测试。
三、组织结构分析1. 显微组织观察通过金相显微镜观察，高碳Cr-Si-Mo轴承钢的显微组织主要由高硬度的碳化物、珠光体及基体组织组成。
其中，碳化物的存在有助于提高钢材的硬度和耐磨性。
此外，通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察，可发现钢中存在大量细小的析出物，这些析出物对提高钢材的抗疲劳性能具有重要作用。
2. 晶粒结构分析高碳Cr-Si-Mo轴承钢的晶粒结构较为均匀，晶界清晰可见。
在晶粒内部，存在大量的位错和亚结构，这些结构对钢材的力学性能具有重要影响。
四、力学性能研究1. 硬度测试高碳Cr-Si-Mo轴承钢的硬度较高，这主要得益于其高碳含量和细小的晶粒结构。
在经过适当的热处理后，其硬度可达到较高水平，满足轴承的使用要求。
2. 抗拉强度与延伸率高碳Cr-Si-Mo轴承钢具有较高的抗拉强度，这得益于其均匀的晶粒结构和细小的析出物。
同时，钢材的延伸率也较高，表明其具有良好的塑性和韧性。
3. 耐磨性与抗疲劳性能高碳Cr-Si-Mo轴承钢的耐磨性和抗疲劳性能优异，这主要归功于其高硬度的碳化物和细小析出物的共同作用。
此外，钢材的均匀晶粒结构和较低的内部应力也有助于提高其抗疲劳性能。
国产与进口EA4T车轴材料性能对比研究
力学性能
冲击韧性
微观组织
文章编 号 ： １ ６ ７ ２ — １ １ ５ ２ （ ２ ０ １ ７） ０ １ — ０ ０ ０ １ ＿ ０ ２
中图分类号 ： Ｔ Ｈ１ ２
文献标识码 ： Ａ
Ｅ Ａ ４ Ｔ车轴钢是一种广泛使 用于国外动车车轴 及大功率机车车轴的钢种 ， 也是欧洲标准（ Ｅ Ｎ １ ３ ２ ６ １ “ 铁路应用 一轮对和转 向架 一 车轴 一产品要求 ” ） 规 定 的高速客车车轴用钢。长期 的铁路车辆运营记录 表 明车轴是列车最重要 的受力部件之一 ， 随着车速 的提高 ， 将引起车轴动载荷 的加 大 ， 这直 接关 系到 列车的行 车安全 ， 也对车轴的性能提 出了更 高的要 求［ ， 因此对车轴 材料 的纯净度 、 致密度 、 力学性 能 等要求很高 。Ｅ Ａ ４ Ｔ车轴钢对性能（ 力学性 能、 冲击 功） 和纯净度要求苛刻 ， 不仅需要做力学性 能 ， 还要 求做横 向、 纵向 ， 缺 口深度为 ５ ｍ ｍ的冲击韧性检验
项性 能进行 了对 比 。 １ 试 验材 料及 方 法
上 山 上 上
一 一
ｌ
ｌ 一 纵 向 冲击 试 样 ； ２ — 横 向冲 击 试 样 ； ３ 一 拉 伸 试样
图１ 纵 向拉伸 、 冲击试样取 样位 置示意 图（ ｍｍ）
２ 试 验 结果 与分 析
国产 与 进 口 Ｅ Ａ ４ Ｔ车轴 材 料试 样 均采 用 箱 式 电
等， 技 术 难度 很高 。
照Ｇ Ｂ ／ Ｔ ２ ２ ８ －２ ０ ０ ２《 金 属材 料 拉伸试 验 室温 试验 方 法》 对 车 轴钢坯 进 行 常温力 学 性能 检测 ， 测 定 的常 温
拉伸性 能包括抗拉强度 Ｒ ｍ 、 屈服强度 Ｒ ： 、 伸长率 Ａ 及断面收缩率 ｚ ０ 根据 Ｇ Ｂ ／ Ｔ ２ ２ ９ － － － １ ９ ９ ４ （ 金属夏比缺 口冲击试验方法》进行做常温及 一 ４ ｏ℃横 向和纵 向 冲击试验 ，常温冲击试验试样刻槽 深度为 ５／ ｒ ｉ ｍ深 “ ｕ ”型与 一 ４ ０ ℃冲击试验试样刻槽深度为 ２ ｍ ｍ深
ea4t车轴钢的应用范围
ea4t车轴钢的应用范围
EA4T车轴钢是一种高强度、高耐磨、高韧性的合金钢，广泛应用于各种车辆的传动系统中。
它的出色性能使得它在汽车、摩托车、火车等交通工具的制造中扮演着重要的角色。
EA4T车轴钢在汽车制造中有着广泛的应用。
汽车作为现代交通工具的代表，对车辆的安全性和可靠性要求极高。
EA4T车轴钢的高强度和高耐磨性使得它成为制造汽车传动系统的理想材料。
在汽车的驱动轴、传动轴、差速器等部件中，EA4T车轴钢都能够提供卓越的性能，确保车辆的平稳行驶和可靠性。
EA4T车轴钢在摩托车制造中也有着广泛的应用。
摩托车作为一种快速、灵活的交通工具，对车辆的操控性和稳定性要求较高。
EA4T车轴钢的高韧性和高强度使得摩托车制造商能够设计出更加稳定、耐用的车辆。
无论是摩托车的传动系统还是悬挂系统，EA4T车轴钢都能够提供出色的性能，确保骑行的安全和舒适性。
EA4T车轴钢还在火车制造中扮演着重要的角色。
火车作为一种重型交通工具，对车辆的承载能力和耐久性要求极高。
EA4T车轴钢的高强度和高韧性使得火车制造商能够设计出更加强大和可靠的火车车辆。
在火车的车轴、转向架等关键部件中，EA4T车轴钢能够提供出色的性能，确保火车的安全运行和长久耐用。
EA4T车轴钢在汽车、摩托车、火车等交通工具的制造中都有着广泛
的应用。
它的高强度、高耐磨性和高韧性使得它成为制造传动系统和关键部件的理想材料。
无论是在高速公路上驰骋的汽车，还是在山间小道上穿行的摩托车，抑或是铁轨上奔驰的火车，EA4T车轴钢都能够带来卓越的性能，确保交通工具的安全和可靠性。
(完整)合金钢、铸铁、有色金属的显微组织观察与分析
合金钢、铸铁、有色金属的显微组织观察与分析实验目的实验说明实验内容及方法指导实验报告要求思考题一：实验目的(1)观察各种常用合金钢、有色金属和铸铁的显微组织.（2)分析这些金属材料的组织和性能的关系及应用。
二:实验说明1．几种常用合金钢的显微组织一般合金结构钢、低合金工具钢都是低合金钢。
即合金元素总量小于5％的钢,由于加入了合金元素，使相图发生了一些变动，但其平衡状态的显微组织与碳钢没有质的区别。
热处理后的显微组织仍然可借助C曲线来分析，除了Co元素之外，合金元素都使C曲线右移，所以低合金钢用较低的冷却速度即可获得马氏体组织。
例如，除作滚动轴承外，还广泛用作切削工具、冷冲模具、冷轧辊及柴油机喷嘴的GCrl5钢，经过球化退火、840～C油淬和低温回火，得到的组织为隐针或细针回火马氏体和细颗粒状均匀分布的碳化物以及少量残余奥氏体.高速钢是一种常用的高合金工具钢.如W18Cr4V高速钢，因为含有大量合金元素，使Fe-Fe3C相图中点E 大大向左移动,所以它虽然只含有w（C）=0．7%~0．8％碳，但已经含有莱氏体组织。
在高速钢的铸态组织中可看到鱼骨状共晶碳化物，如图1所示。
这些粗大的碳化物，不能用热处理方法去除，只能用锻造的方法将其打碎.锻造退火后高速钢的显微组织是由索氏体和分布均匀的碳化物组成（图2)。
大颗粒碳化物是打碎了的共晶碳化物。
高速钢淬火加热时，有一部分碳化物未溶解,淬火后得到的组织是马氏体、碳化物和残余奥氏体(图3）。
碳化物呈颗粒状,马氏体和残余奥氏体都是过饱和的固溶体,腐蚀后都呈白色，无法分辨，但可看到明显的奥氏体晶界。
为了消除残余奥氏体，需要进行三次回火，回火后的显微组织为暗灰色回火马氏体、白亮小颗粒状碳化物和少量残余奥氏体，如图4所示。
图1 W18Cr4V钢铸态组织图2 W18Cr4V钢锻后退火组织图3 W18Cr4V钢的淬火组织图4 W18CNV钢的淬火回火组织2．铸铁的显微组织依铸铁在结晶过程中石墨化程度不同，可分为白口铸铁、灰口铸铁、麻口铸铁.白口铸铁具有莱氏体组织而没有石墨，碳几乎全部以碳化物形式(Fe3C)存在；灰口铸铁没有莱氏体，而有石墨,即碳部分或全部以自由碳、石墨的形式存在。
EA4T材料的锻造与热处理工艺研究
EA4T材料的锻造与热处理工艺研究
刘庚武
【期刊名称】《锻压技术》
【年(卷),期】2010()1
【摘要】EA4T是一种德国牌号的低碳高合金钢材。
通过对该材料进行成分分析后,冶炼出该材料,并对其锻造与热处理工艺、金相组织与力学性能分别进行探索和检测。
成功获得了如下工艺：锻造工艺温度为1150~850℃,热处理工艺为淬火＋高温回火,淬火工艺温度为900~920℃,回火温度为600~650℃。
该工艺下材料具有回火索氏体＋少量回火贝氏体的金相组织及满意的力学性能。
【总页数】3页(P162-164)
【关键词】低碳高合金钢材;锻造工艺;热处理工艺;金相组织;力学性能
【作者】刘庚武
【作者单位】湖南铁道职业技术学院机电工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TG391
【相关文献】
1.EA4T车轴热处理工艺研究 [J], 刘军辉
2.重载EA4T车轴钢成分优化与热处理工艺研究 [J], 张国鑫;张志和;董胜敏
3.特高压用Q460C锻造法兰热处理工艺及影响因素的研究 [J], 白建涛; 任玉锁; 张磊; 赵宁
4.耐极寒OPGW金具锻造与热处理工艺性能研究 [J], 阚海波; 吕兴龙; 李伟华; 武宇; 夏小萌; 万晓峰; 孔德春; 王乐乐
5.粉末锻造Fe-Ni-Cu-C-Mo齿轮材料热处理及性能研究 [J], 王琪;张冰清;王邃;王华磊;江峰;孙军
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冲击加载下42CrMo钢的动态力学性能及其本构关系
冲击加载下42CrMo钢的动态力学性能及其本构关系李定远;朱志武;卢也森【摘要】As an important part of high-speed trains,the axle has to withstand complex loads,especially the shock load in the train's operating conditions.To study the dynamic mechanical properties of the 42CrMo steel used in axle production,quasi-static and dynamic compression experiments of 42CrMo steel were conducted at strain rates from 0.001 s-1 to 4163 s-1 .The results of these experiments show that the 42CrMo steel has an effect of strain rate,strain hardening and thermal softening at high strain rate.Based on the experimental results,we improved the Johnson-Cook model by decoupling the terms of the strain and the strain rate,and also by considering the adiabatic temperature rise.The improved Johnson-Cook model has proved to be capable of describing the dynamic mechanical properties of the 42CrMo steel well and providing reference for practical engineering structural mechanics analysis.%车轴作为高速列车走行部中的重要部件,不可避免地需承受冲击载荷作用.为研究车轴用42CrMo钢的冲击动态力学性能,对其进行了应变率0.001~4163 s-1范围内的压缩实验,结果显示42CrMo钢在高应变率下表现出明显的应变率效应,存在应变硬化以及一定的热软化效应.根据实验结果对Johnson-Cook模型中应变项和应变率项解耦,并引入绝热温升,得到改进的Johnson-Cook模型,改进Johnson-Cook模型能够较好地描述42CrMo钢的动态力学特性,为实际工程结构力学分析提供了参考.【期刊名称】《高压物理学报》【年(卷),期】2017(031)006【总页数】8页(P761-768)【关键词】42CrMo钢;应变率效应;绝热温升;本构模型【作者】李定远;朱志武;卢也森【作者单位】西南交通大学力学与工程学院,四川成都 610031;西南交通大学力学与工程学院,四川成都 610031;西南交通大学牵引动力国家重点实验室,四川成都610031;西南交通大学力学与工程学院,四川成都 610031【正文语种】中文【中图分类】O347.11 引言车轴是高速列车走行部中的重要部件，在高速列车正常工作状态下，车轴除承受复杂的设计载荷外，不可避免地会受到车体及轮轨对其的冲击作用。
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铁路机车中的车辆车轴是一个十分重要的构 件， 车轴在运行中如发生断裂将造成脱轨、翻车 等重大恶性事故， 因此世界各国对提高车轴的可 靠性均十分重视［１］。随着我国铁道车辆 的提速加 载， 原 ４０ 钢、５０ 钢已不适宜作为高速、重载机车 车轴用钢， 而是引进德国西门子技术、采用力学 性 能 更 优 异 的 ＥＡ４Ｔ 钢 ［２］。 为 更 好 地 引 进 消 化 ＥＡ４Ｔ 钢， 并在此基础上有所创新， 本文对实验用 国产化 ＥＡ４Ｔ 钢热处理后的显微组织、冲击、断裂 等力学性能进行了研究， 探讨了影响该钢强韧性 的主要因素， 由此提出了改进方法和措施。
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ， ｆｒａｃｔｕｒｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｆｒａｃｔｕｒｅ ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ ｏｆ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ａｘｌｅｓ ｓｔｅｅｌ ＥＡ４Ｔ ｗｅｒｅ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ＳＥＭ ａｎｄ ＴＥＭ． Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｌｏｗ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｍｎ ａｎｄ Ｃｒ ｌｅａｄｓ ｔｏ ｔｈｅ ｌｏｗ ｈａｒｄｅｎａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｅｅｌ． Ｔｈｅ ａｐｐｅａｒａｎｃｅ ｏｆ ｍａｓｓｉｖｅ ｅｕｔｅｃｔｏｉｄ ｆｅｒｒｉｔｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｇｒａｄｕａｌ ｉｎｃｒｅａｓｅ ａｌｏｎｇ ｃｅｎｔｒｅ ａｒｅ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｒｅａｓｏｎ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌ ｃｌｅａｖａｇｅ ｆｒａｃｔｕｒｅ， ｗｈｉｃｈ ｒｅｄｕｃｅｓ ｔｅｎａｃｉｔｙ ａｎｄ ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ．
换算的 Ｋ１ｃ ／（ＭＰａ·ｍ１／２） １４９ １１９
表 面 处 的 Ｊ０．２＝ ０．１０５ ＭＰａ·ｍ、Ｋ１Ｃ＝ １４９ ＭＰａ·ｍ１／２， 且阻力曲线斜率较大， 起裂点较高； Ｒ／２ 处的 Ｊ０．２＝ ０．０６７３ ＭＰａ·ｍ， Ｋ１Ｃ＝ １１９ ＭＰａ·ｍ１／２， 且 阻 力 曲 线 斜 率较小， 起裂点较低。Ｊ０．２ 值结果表明， 近表面的断 裂韧性值明显高于 Ｒ／２ 处。对 ７００ ＭＰａ 强度水平 来讲， 这个断裂韧性值较低。 ２．３ 材料质量分析 ２．３．１ 显微组织分析
Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅ ＪＲ ｃｕｒｖｅｓ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｏｃａｔｉｏｎ
表 ３ 不同部位的 Ｊ １ｃ 和 Ｋ１ｃ 值 Ｔａｂ． ３ Ｔｈｅ Ｊ ０．２ ａｎｄ Ｋ１ｃ ｖａｌｕｅ ａｔ ｄｉｆｆｅｒ ｅｎｔ ｌｏｃａｔｉｏｎ
部位 近表面 Ｒ／２ 处
Ｊ０．２ ／（ＭＰａ·ｍ） ０．１０５ ０．０６７３
（ｃ）心 部
２０μｍ
２０μｍ
图 ２ 从表面到心部纵向光学显微组织 Ｆｉｇ ２ Ｔｈｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｆｒｏｍ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｏ ｍｉｄ－ｒａｄｉｕｓ
（ａ）
２０μｍ
（ａ） 裂纹扩展量 ＜０．５ ｍｍ
（ｂ）
图 １ 为不同部位的 ＪＲ 阻力曲线， 表 ３ 为不同 部位的 Ｊ０．２ 和 ＫＩＣ值。结合图 １ 和表 ３ 可以看出 ， 近
０．２２ 表面
０．２０
０．１８
ＪＲ ／ＭＰａ
０．１６
０．１４
０．１２
０．１０ Ｒ／２ 处
０．０８
０．０６ ０．１ ０．２
０．３ ０．４ ０．５
裂纹扩展量 Δａ／ｍｍ
图 １ 不同部位的 ＪＲ 阻力曲线
１ 实验材料及方法
１．１ 实验材料 实验所用材料为实验用国产化 ＥＡ４Ｔ 钢， 其
实测主要化学成分（质量分数， ％）为： ０．２５Ｃ， ０．２８Ｓｉ，
收 稿 日 期： ２００８－０３－３１ 基 金 项 目： 黔 科 合 重 大 专 项（２００６６０３１） 作者简介：梁益龙（１９５５－）， 男， 贵州人， 教授，主要从事金属材料的强
该材料各个状态的回归方程分别是： 近表面 ＪＲ ＝ ０．０３５６ ＋ ０．３５Δａ ±０．００５３ ， Ｒ／２ 处 ＪＲ ＝０．０６１３＋ ０．０３Δａ ±０．０２７６。取 Δａ ＝０．２ ｍｍ 处所对应的 ＪＲ 值 作为断裂韧性 Ｊ１Ｃ 的值。临界 Ｊ 积分值与 Ｋ１Ｃ 关系 得到 Ｋ１Ｃ＝４６０ #Ｊ１Ｃ （ＭＰａ·ｍ１／２）。
ＬＩＡＮＧ Ｙｉｌｏｎｇ１， ２， ＷＡＮＧ Ｘｉｎ１， ２， ＭＥＮＧ Ｙａｎｇ１， ２， ＷＡＮＧ Ｚｈｕｓｈｅｎｇ３， ＺＨＡＮＧ Ｃｈｕｎｈｏｎｇ３
（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｇｕｉｙａｎｇ ５５０００３， Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｉｎ Ｇｕｉｚｈｏｕ， Ｇｕｉｙａｎｇ ５５０００３， Ｃｈｉｎａ； ３． Ｇｕｉｙａｎｇ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ Ｌｉｍｉｔｅｄ， Ｇｕｉｙａｎｇ ５５０００５， Ｃｈｉｎａ）
摘 要： 采用扫描电镜、金相显微镜等试验手 段 对 试 验 用 国 产 化 ＥＡ４Ｔ 车 轴 钢 的 显 微 组 织 、断 裂 韧 性 及 断 口
形貌进行观察分析， 力学性能测试结果表明 ： 该 钢 Ｍｎ、Ｃｒ 含 量 偏 低 ， 导 致 车 轴 钢 淬 透 性 较 差 ； 材 料 中 出 现 块 状 先
度 与 断 裂 及 其 新 材 料 、新 工 艺 的 研 究 开 发 工 作； 电话：１３１５８０３９８９８； Ｅ－ｍａｉｌ：ｗａｎｇｘｉｎｑｕｉｋ＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｍ
０．５３Ｍｎ， ０．０１１Ｐ， ０．０１８Ｓ， １．０２Ｃｒ， ０．２２Ｍｏ， ０．１１Ｎｉ， ０．１５Ｃｕ。 该钢冶炼成铸锭后， 先锻造 成 !２８０ ｍｍ 的棒材， 再经 ９００ ℃淬火＋高温回火的调质热处理 后， 在轴的不同部位取样进行力学性能试样加工。 １．２ 实验方法
Ｒ／２ ５６．４６ ５０．００ ５７．４２ １０．００ ６．５２ １４．８４ ５７．４９ ５６０．２ ７２６．１
心部 ５６．３０ ５０．００ ５８．４５ １０．０１ ７．２２ １６．９ ４７．９８ ５５０．５ ７１３．９
由表 １ 可看出， 试样的纵向 Ｒ／２ 处及所有横 向处的值都偏低。由于缺口深度为 ５ ｍｍ， 与 ２ ｍｍ 比较弹塑性变形区减少， 吸收的能量就相应减 少。 根据西门子 ＥＮ１３２６１ 标准上述冲 击值均小 于标准值。
冲击试验在 ＪＢ－３０Ａ 型摆锤式冲击试验机上 进行， 采用夏比 Ｕ 型冲击试样（Ｕ 型缺口）， 冲击样 坯的切取按照 ＧＢ／Ｔ２９７５ 的规定执行； 试验在常 温 下 进 行 ； 分 别 在 车 轴 的 中 心 、Ｒ／２ 及 表 面 处 取 横、纵向样。
拉伸试验在 Ｉｎｓｔｒｏｎ８５０１ 试验机上进行测定， 采用 !１０ ｍｍ 标准拉伸试样， 根据 ＧＢ／Ｔ２２８－２００２ 进行室温拉伸试验。试样原始标距 Ｌ０ 取 ５０ ｍｍ， 试验在常温下进行。测定的室温拉伸性能包括抗 拉强度（σｂ）、屈服 强度（σｓ）、伸长 率（δ）及断 面 收 缩 率（ψ）。
和表 ２。
表 １ ＥＡ４Ｔ 钢的冲击韧度值
Ｔａｂ．１ Ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ ｏｆ ｓｔｅｅｌ ＥＡ４Ｔ
试样状态
近表面 Ｒ／２ 心部 近表面 Ｒ／２ 心部 （纵） （纵） （纵） （横） （横） （横）
冲击吸收功 ＡＫＵ／Ｊ ５５￣５７ ３４￣３７ ５１￣５４ １９￣２３ ２０￣２３ ２０￣２２
下半月出版
Ｍａｔｅｒｉａｌ ＆ Ｈｅａｔ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ 材料热处理技术
国产 ＥＡ４Ｔ 车轴钢的显微组织与强韧性研究
梁益龙 １， ２， 王 新 １， ２， 孟 阳 １， ２， 王筑生 ３， 张春红 ３ （１． 贵 州 大 学 材 料 科 学 与 冶 金 工 程 学 院， 贵 州 贵 阳 ５５０００３； ２． 贵 州 省 材 料 结 构 与 强 度 重 点 实 验 室， 贵 州 贵 阳 ５５０００３； ３． 贵阳特殊钢有限责任公司， 贵州 贵阳 ５５０００５）
采用 ＰＭＧ３ 型 Ｏｌｍｐｕｓ 金相显微镜观察显微 组 织 ， ＫＹＫＹ２８００Ｂ 型 扫 描 电 镜 观 察 断 口 形 貌 和 剖面金相组织。
２ 实验结果与分析
２．１ 常规力学性能分析
ห้องสมุดไป่ตู้
在 轴 的 表 层 、Ｒ／２ 处 以 及 心 部 按 纵 向 和 横 向
取样进行冲击性能和拉伸性能试验， 结果见表 １
（１） 断 裂 韧 性 断 口 分 析 将 Ｒ／２ 处断裂韧性 试样断口在扫描电镜下进行观察， 结果见图 ３。
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Ｈｏｔ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ２００８， Ｖｏｌ．３７， Ｎｏ．１６
下半月出版
（ａ）表 面
（ｂ）Ｒ／２ 处
Ｍａｔｅｒｉａｌ ＆ Ｈｅａｔ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ 材料热处理技术
断 裂 韧 性 试 验 根 据 国 标 ＧＢ／Ｔ２０３８ 在 ＣＳＳ－２８０Ｓ－２００ＫＮ 型电液伺服疲劳试验机上进行。 预制疲劳裂纹阶段， 采用恒幅载荷条件、正弦波， 其 应力比 Ｒ＝－ １， 载荷水平 Ｆ＝２０ ｋＮ ， 频率 ｆ＝２０ Ｈｚ； 裂 纹扩展阶段的载荷从 １５ ｋＮ 逐渐增大， 达到一定
对 从 车 轴 钢 不 同 部 位（表 面 、Ｒ／２、心 部）截 取 的纵向和横向试样进行光学金相分析， 其显微组 织形态见图 ２。可看出， 表层显微组织全部为条状 马氏体和回火索氏体， 但在 Ｒ／２ 处开始明显出现 块状铁素体和回火贝氏体组织， 随离表层距离增 加， 铁素体块尺寸逐渐增大、数量增多 ， 到心部形 成大块状铁素体组织。整个轴存在回火索氏体、 部分高温回火贝氏体以及先共析块状铁素体组 织。按照西门子技术条件在车轴整个截面上、表层 和 Ｒ／２ 部位的显微组织应以高温回火贝氏体＋高 温回火马氏体才能保证车轴的强韧性达到技术标 准。采用直线截点法测定原奥氏体晶粒度得出： Ｒ／２ 处的晶粒度级别为 ６．５ 级 ， 近表面晶粒度级 别为 ６．８ 级。显然对要求高强韧性和疲劳寿命的 车轴钢而言，原奥氏体晶粒尺寸在 ６．５～６．８ 级， 较 为粗大， 对强韧性会有较大影响。 ２．３．２ 断口形貌及与显微组织关系分析