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EA4T 车轴热处理工艺研究刘军辉（南车青岛四方机车车辆股份有限公司 技术工程部，山东 青岛 266111）摘要 ： EA4T 为 欧 洲 标 准 牌 号 的 低 碳 合 金 钢 材 ，主 要 应 用 于 地 铁 车 轴 和 高 速 动 车 组 车 轴 ，化 学 成 分 与 国 产25CrMoA 钢相近，所采用的热处理工艺为调质处理。通过对其进行成分分析和反复试验,确定车轴的调质工艺为淬火温度为 880~900 ℃,回火温度为 590~610 ℃。关键词：EA4T；调质；热处理中图分类号：TG156.6文献标识码：A文章编号：1003-773X（2012）04-0057-030引言EA4T 是一种德国牌号的低碳合金钢材，现公司地 铁产品车轴采用该材料。为保证车轴热处理后性能满足要求，对其热处理工艺进行研究。1EA4T 车轴化学成分与热处理性能要求[1-3]1.1化学成分车轴化学成分（熔炼分析）,见表 1。表 1 EA4T 化学成分/%3 车轴加工工艺流程锻造毛坯— 锻后正火—探伤—粗车—淬火—回 火—热校直—消除应力—性能检验— 精车—磨削— 探伤—待组4 热处理工艺分析4.1 加热设备及工艺装备选择车轴为细长轴类零件，如图 1 所示，为有效减少车 轴在加热和冷却过程中的变形，车轴采用吊装加热和冷却。根据车轴长度，考虑现场现有生产设备情况，淬 火 、回 火 加 热 设 备 选 用 RJ2-380-10 或 RTD23-360-9 深井式电阻炉，为保证车轴及试棒处于电阻炉内有效 加热区间及提高车轴热处理效率，设计制作车轴专用 调质吊具，车轴非带试棒端加工工艺孔，每炉次吊装 6 根车轴，车轴分两层错层均布。4.2 加热温度的选择工件的加热温度应综合考虑工件材质、技术性能 要求、几何形状及尺寸、加热方式、冷却方式、淬火变形 程度及开裂倾向等因素，通过对这些因素的综合分析，车轴加热温度以 880～900 ℃为宜。4.3 淬火加热速度的选择车轴为合金钢材质，导热性差，且沿轴向横截面尺 寸差异较较大。为减小淬火加热过程中车轴的内应 力，应控制加热速度，可采用低温入炉、预热等方式降 低升温速度。4.4 淬火保温时间的估算为确保奥氏体形成过程有足够的时间，按照下述 经验公式来估算车轴的保温时间。1.2力学性能车轴力学性能指标，见表 2。试棒位于车轴最大 直径的延长端，试样取自试棒半径的 1/2 处。表 2 EA4T 车轴力学性能1.3金相组织和晶粒度金 相 组 织 应 为 回 火 索 氏 体 ，晶 粒 度 应 不 低 于 5级。取样部位与性能试样相同。2车轴示意图车轴热处理工件图，如图 1 所示。+32 542 0（1）τ =kαD.5 45100式中：τ为工件的保温时间，min；K 为工件的排料系数；α为加热系数，min/mm；D 为工件的有效厚度，mm。α值与车轴尺寸、加热温度、加热炉类型以及钢的成分有关，车轴在 RTD23-360-9 深井式电阻炉中淬火加热，故α取 1.5～1.8。D 值取车轴的最大直径。车轴采取每炉 6 根分散悬挂方式加热（车轴热处理吊具，见5 45+1A A600+10240 0343-1+11 048 001 867 -1+12 064 0+22 302 0图 1 车轴热处理工序图收稿日期：2012-03-26作者简介：刘军辉（1979-），男，山东青岛人，工程师，本科，从事机械设计和动车组及地铁产品热处理工艺研究。Email：mailto:luhowe@126.comluhowe@126.com.·57·R100R10R10R100+1208 0+11600+1206 0R10R100+11780+1208 0+1160 0R10R100R10R10055等级ReH /MPaRm/MPaA5 /%20 ℃时的冲击功 KU/J纵向横向EA4T≥420650-800≥18≥40≥25注：1）如果屈服现象不明显，则应测定非比例伸长应力 Rp0.2；2）纵向、横向冲击功各为 3 个试样的平均值，3 个试样中每个试样冲击值不应低于最低标准值的 70 %。CSiMnCrMo0.22～0.290.15～0.400.50～0.800.90～1.200.15～0.30CuPSNiV≥0.30≥0.020≥0.015≥0.30≥0.06A-A第 4 期（总第 128 期）机 械 管 理 开 发2012 年 8 月图 2），k 值取 1.0 即可。通过 计 算 ，车 轴 的 淬 火 加 热保温时间为 5.5~6.0 h。4.5 淬火冷却规范的确定由 于 EA4T 材 质 淬 透 性 为 中 等 ，车 轴 有 效 尺 寸较大，因此，为保证淬硬层 深度达到 1/2 半径处，以获 得 合 格 的 显 微 组 织 ，必