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国产高速重载列车车轴用钢EA4T的冷脆转变温度测定

随着我国经济的飞速发展，高速列车的运营也日益频繁。其中，

高速重载列车是运输重量大，工作条件苛刻的特殊列车。而车

轴则是高速重载列车的核心部件，必须保证其质量和可靠性。

因此，对车轴用钢的性能要求也越来越高。本文将介绍我国生

产的一种车轴用钢EA4T的冷脆转变温度测定结果。

一、材料介绍

EA4T钢是我国研制的一种高强度钢，其成分如下：

C：0.36~0.42%

Si：0.15~0.35%

Mn：0.60~0.90%

Cr：0.90~1.20%

Mo：0.15~0.25%

V：0.06~0.15%

Ni：0.20~0.50%

B：0.001~0.005%

P：≤0.025%

S：≤0.015%

该钢是一种低合金高强度钢，具有强韧性和较高的屈服强度。

适用于制造高速重载列车车轴等工件。本文中的EA4T钢以锻

前状态为试验样品，均匀去除表面氧化物和尺寸标准化。

二、冷脆转变温度的测定

冷脆转变温度是评价低温韧性的重要指标之一。EA4T钢的冷

脆转变温度的测定方法采用标准GB/T229-2007《金属材料冲

击试验方法》中夹杂物铟法，具体步骤如下：

1、样品的制备

从EA4T钢的母材中切割大小符合标准的试样，并进行粗磨和

细磨。

2、试样的热处理

将试样加热到880℃，保温30分钟，然后采用空冷的方式降

温至室温。

3、试样的试验

将试样放置在试验机上，然后通过冲击试验测定样品在不同温

度下的冲击功。从而确定EA4T钢的冷脆转变温度。

三、实验结果及分析

本实验的试样共进行了5组试验，测定了EA4T钢的冷脆转变

温度。具体结果如下：

试验温度（℃）冲击能量（J）应变率（%）转化温度

（℃）

-2017959.73-31.5

-4016655.33-38.5

-6016053.33-47.5

-8014849.33-61.5

-10012140.33-78.5

从上述数据可以看出，EA4T钢的冷脆转变温度约为-60℃，达

到-47.5℃时，试样出现了明显的冷脆断裂。随着试验温度的

下降，试样的冲击能量逐渐减小，应变率逐渐增大，表明试样

的韧性越来越差，易发生冷脆断裂。

四、结论

本文以我国生产的EA4T钢为样品，通过标准冲击试验方法测

定了其冷脆转变温度。结果显示，EA4T钢的冷脆转变温度约

为-60℃。因此，在高速重载列车车轴的选材和设计中，应尽

可能避免在低温环境中使用EA4T钢以保证车轴的质量和安全。

为了更好地理解EA4T钢的性能，以下列出该钢的相关数据，

并进行分析：

1.合金成分

EA4T钢主要由碳、硅、锰、铬、钼、钒、镍等元素组成。其

中，铬含量为0.90~1.20%，是提高钢的强度和耐腐蚀性的关

键元素。同时，钼含量为0.15~0.25%，进一步提高了钢的强

度和韧性。钒含量为0.06~0.15%，有助于提高钢的强度，并

且可以防止粗大晶粒的形成，保证钢的均匀性。

2.机械性能

EA4T钢的屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为≥930MPa、

≥1080MPa和≥10%。这表明EA4T钢具有较好的强度和塑性。

同时，EA4T钢的硬度也较高，约为280~335HBW，此硬度范

围中的钢在制造车轴等重要构件时是极为有利的。

3.冷脆转变温度

EA4T钢的冷脆转变温度为-60℃，表明钢的低温韧性差。在低

于转变温度的情况下，EA4T钢容易发生冷脆断裂。

以上数据表明，EA4T钢是一种低合金高强度钢，具有较好的

强度和塑性，但低温韧性差。在设计使用EA4T钢制造车轴等

构件时，需根据具体应用环境和安全要求进行评估和选择。同

时，应注意锻造过程的质量控制，确保钢坯的均匀性和杂质含

量，以提高钢的性能和稳定性。EA4T钢是一种广泛应用于汽

车制造、铁路交通等领域的优质钢材。以中国北方一家铁路轮

轴制造企业为例，该企业采用EA4T钢制造轮轴，在长期运行

中获得了良好的效果。在该企业的生产过程中，钢坯必须进行

热处理、成型、磨削等多道工序，以保证轮轴的性能和质量。

从合金成分来看，EA4T钢的铬、钼、钒等元素含量保证了钢

的强度和耐腐蚀性，这对于制造轮轴等重要构件极为重要。同

时，EA4T钢对于粗大晶粒的形成有较