[发明专利]一种高速铁路用渗碳轴承钢及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高速铁路用渗碳轴承钢，其中所述渗碳轴承钢的化学成分及相应的重量百分比如下：C:0.19～0.23％，Si:0.25～0.40％，Mn:2.8～3.6％，Cr:0.90～1.20％，Ni:0.9～1.20％,Mo:0.20～0.30％，Cu≤0.25％，Nb:0.005～0.20％，P≤0.030％，S≤0.030％，其余为Fe和杂质。此外，本发明还提供了一种高速铁路用渗碳轴承钢的制备方法以及由所述方法制备得到的高速铁路用渗碳轴承钢。

技术领域

本发明涉及一种适高速铁路用渗碳轴承钢及其制备方法，属于合金钢制造工艺技术领域。

背景技术

为满足节支降耗降低成本的工作要求，高铁轴承开启了修程修制改革，要求大幅度延长轴承的检修周期，这势必对轴承质量控制提出了更高要求。有关资料表明：美国等先进国家的轴承寿命为10～13倍的标准寿命,而我国的轴承寿命为仅为6～7倍的标准寿命。轴承外圈疲劳剥落是现在高铁轴箱轴承的主要失效模式之一，这与轴承钢的内在质量有很大关系，而决定轴承钢内在质量主要集中在钢铁冶炼水平和热处理工艺。钢的冶炼水平决定了轴承钢成分和夹杂物控制精度，而热处理工艺是钢组织调控的关键手段。

残余奥氏体对轴承钢的尺寸稳定性和接触疲劳寿命有着显著影响。目前，对于残余奥氏体对轴承质量的影响存在争议。国内轴承行业比较看重残余奥氏体对尺寸影响的负面作用，因此要求尽量降低残余奥氏体含量。渗碳轴承钢根据马氏体粗细程度和残余奥氏体综合评定，未明确残余奥氏体含量。本发明旨在通过合理的成分设计和热处理工艺控制获得一定数量和形态的残余奥氏体，从而提高渗碳轴承钢的接触疲劳性能。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种高速铁路用渗碳轴承钢。

本发明的又一目的是提供上述渗碳轴承钢的制备方法。

本发明的再一目的是提供由上述制备方法制备得到的渗碳轴承钢。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：

一方面，本发明提供一种高速铁路用渗碳轴承钢，其特征在于，所述渗碳轴承钢的化学成分及相应的重量百分比如下：

C:0.19～0.23％，Si:0.25～0.40％，Mn:2.8～3.6％，Cr:0.90～1.20％,Ni:0.9～1.20％,Mo:0.20～0.30％，Cu≤0.25％，Nb:0.005～0.20％，P≤0.030％，S≤0.030％，其余为Fe和杂质。

优选地，在所述渗碳轴承钢中，Mn的重量百分比为2.9～3.6％，更优选地为3.40％、3.41％或3.42％；

在所述渗碳轴承钢中，Cr的重量百分比为0.90～1.18％，更优选地为0.90％、0.91％或1.18％；

在所述渗碳轴承钢中，Ni的重量百分比为0.90～1.00％，更优选地为0.94％、0.95％或0.96％；

在所述渗碳轴承钢中，Nb的重量百分比为0.01～0.10％，更优选地为0.01％或0.05％；

优选地，所述渗碳轴承钢的化学成分及相应的重量百分比如下：

C:0.20～0.22％，Si:0.34～0.36％，Mn:2.9～3.6％，Cr:0.90～1.18％，Ni:0.90～1.00％，Mo:0.20～0.25％，Cu≤0.25％，Nb:0.01～0.10％，P≤0.030％，S≤0.030％，其余为Fe和杂质。

在本发明提供的渗碳轴承钢中，通过将Mn的含量控制为2.8～3.6％，从而使渗碳轴承钢获得了适量残余奥氏体，优选使渗碳轴承钢获得的残余奥氏体含量≤30％。

在本发明提供的渗碳轴承钢中，将Cr的含量控制为0.90～1.20％，使轴承钢获得优良接触疲劳性能和耐磨性能。