一種含釩鈦動車組車軸用鋼及其熱處理工藝:專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改

《一種含釩鈦動車組車軸用鋼及其熱處理工藝》是馬鞍山鋼鐵股份有限公司於2016年6月07日申請的發明專利，該專利申請號為2016104170087，公布號為CN105821306A，專利公布日為2016年08月03日，發明人是汪開忠、孫維、蘇世懷、杜松林、高海潮、龔志翔、王民章、謝世紅。

2020年7月17日，《一種含釩鈦動車組車軸用鋼及其熱處理工藝》獲得安徽省第七屆專利獎優秀獎。

基本介紹

中文名：一種含釩鈦動車組車軸用鋼及其熱處理工藝
公布號：CN105821306A
公布日：2016年8月3日
申請號：2016104170087
申請日：2016年6月7日
申請人：馬鞍山鋼鐵股份有限公司
地址：安徽省馬鞍山市湖南西路8號技術中心智慧財產權部
發明人：汪開忠、孫維、蘇世懷、杜松林、高海潮、龔志翔、王民章、謝世紅
代理機構：蕪湖安匯智慧財產權代理有限公司
代理人：張巧嬋
Int.Cl.：C22C38/02(2006.01)I、C22C38/04(2006.01)I、C22C38/18(2006.01)I、C22C38/08(2006.01)I、C22C38/12(2006.01)I
類別：發明專利

專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,

專利背景

車軸是各種車輛中涉及安全的最重要的運動和承載部件之一。由於車軸承受著動載荷，受力狀態比較複雜，如彎曲載荷、扭轉載荷、彎扭複合載荷，並受到一定衝擊，特別是高速動車組車軸，其受力狀態更為複雜。因此，高速動車組車軸在服役過程中可能會因為疲勞、彎曲、扭轉或拉伸應力等而發生斷裂，其中疲勞斷裂是高速車軸的普遍斷裂形式。為確保車輛的安全運行，高速動車組車軸必須具有足夠的可靠性和疲勞安全係數。高速動車組車軸材料是決定車軸使用壽命和可靠性的關鍵因素之一，因此，全球十分重視對高速動車組車軸用鋼的研發和疲勞性能的研究。隨著中國高速鐵路的快速發展，對動車組車軸的需要急劇增加，截至2016年6月，仍主要依賴於進口，因此，迫切需要開發適用於中國鐵路發展特點的高強高韌及長疲勞壽命的新材質車軸鋼。

自2016年6月以來，中國開展了抗疲勞破壞車軸鋼的研究開發。如中國專利申請201110417295.9中的抗疲勞破壞車軸鋼，仍然採用傳統中碳車軸鋼的高C含量思路，C含量（0.42～0.45％）較高，這使得鋼的韌性較差，無法滿足動車組車軸對韌性的要求，且抗疲勞性能改善的幅度有限高。中國專利申請201210384581.4中的一種新型空心車軸用合金鋼，儘管碳含量較低，具有較好的強韌性配合，但疲勞強度仍較低。從歐洲引進的動車組車軸主要採用調質處理的合金鋼EA4T，雖然給出了化學成分及力學性能要求，但沒有給出關鍵熱處理工藝參數，更重要的是鋼中的影響淬透性的合金元素含量偏低，導致大規格的動車組車軸內部的組織（存在不允許存在的鐵素體）和性能（近心部強度、韌性和疲勞性能偏低）往往難以達到標準的要求。這些均在實際套用中受到了限制，更為關鍵的是車軸鋼抗疲勞性能改善的幅度均有限，影響其推廣套用。

發明內容

專利目的

《一種含釩鈦動車組車軸用鋼及其熱處理工藝》的目的在於提供一種抗拉強度750～900兆帕、屈服強度≥600兆帕、-40℃千伏₂≥150焦，同時要求具有優異的抗疲勞性能的高速動車組車軸用鋼及其熱處理工藝。

技術方案

《一種含釩鈦動車組車軸用鋼及其熱處理工藝》按重量百分比含有C：0.24～0.30，Si：0.20～0.40，Mn：0.70～1.00，Cr：0.90～1.20，Ni：0.70～1.30，Mo：0.20～0.30，Cu：0.10～0.60，Zr：0.01～0.04，V：0.04～0.08，Ti：0.015～0.030，Ca：0.001～0.005，P≤0.010，S≤0.008，T[O]≤0.0015，Als：0.015～0.045，余為Fe和其它不可避免的雜質；所述鋼的組織為回火索氏體+少量下貝氏體，其中，車軸近表面回火索氏體含量為100％，車軸1/2半徑處回火索氏體含量在80～90％。進一步地，按重量百分比含有C：0.29，Si：0.24，Mn：0.91，Cr：0.97，Ni：0.87，Mo：0.2，Cu：0.56，Zr：0.03，V：0.04，Ti：0.021，Ca：0.003，P：0.005，S：0.001，T[O]：0.0006，Als：0.035，余為Fe和其它不可避免的雜質。進一步地，其縱向力學性能達到：Rm：750兆帕～900兆帕，ReL或Rp0.2≥600兆帕，A≥18％，Z≥40％，-40℃縱向衝擊吸收功千伏₂≥150焦；斷裂韌性KQ值≥120兆帕·米；光滑試樣的旋轉彎曲疲勞極限RfL≥375兆帕，缺口試樣的旋轉彎曲疲勞極限RfE≥310兆帕，缺口敏感性RfL/RfE≤1.15；過盈量為0.04毫米試樣的微動疲勞極限≥215兆帕；鹽霧腐蝕14循環周次試樣的腐蝕疲勞極限為≥275兆帕；鋼材的奧氏體晶粒度大於等於8.0級。上述含釩鈦動車組車軸用鋼的熱處理工藝，包括如下步驟：（1）正火：將含釩鈦高速動車組車軸用鋼加熱至溫度870～900℃，在該溫度段加熱保溫時間按1.2～1.7分鐘/毫米計算，空冷；（2）淬火：將含釩鈦高速動車組車軸用鋼加熱至溫度850～880℃，在該溫度段加熱保溫時間按1.5～2.0分鐘/毫米計算，隨後冷卻；（3）回火：將含釩鈦高速動車組車軸用鋼加熱至溫度620～680℃，在該溫度段加熱保溫時間按2～2.5分鐘/毫米計算，隨後空冷至室溫。進一步地，步驟（1）-（3）中加熱速度均為50～100℃/小時。進一步地，步驟（2）中，在淬火槽中，通過噴嘴對車軸進行水下噴水快速水冷至室溫。進一步地，冷卻速度控制在1.5～2.5℃/秒。進一步地，步驟（1）中以80℃/小時加熱至溫度870℃，加熱保溫時間300分鐘，空冷。進一步地，步驟（2）中以80℃/小時加熱至溫度860℃，加熱保溫時間270分鐘，快速水冷；和/或，步驟（3）中以80℃/小時加熱至溫度650℃，加熱保溫時間420分鐘，空冷。進一步地，其用於含釩鈦動車組車軸用鋼的製造工藝，包括步驟：電弧爐或轉爐冶煉→LF爐精煉→RH或VD真空脫氣→連鑄→鑄坯加熱爐加熱→車軸坯軋制→車軸坯鍛造→毛坯車軸粗車→車軸齊端面加工→正火+調質熱處理→車軸外圓精車加工→車軸內孔鏜削加工→外圓磨削→探傷。

改善效果

《一種含釩鈦動車組車軸用鋼及其熱處理工藝》與2016年6月以前的技術相比具有強度高、抗疲勞性能優良的優點。可獲得700兆帕以上的高強度，其塑性和韌性明顯優於商業鋼，其疲勞極限要顯著高於商業鋼，呈現出良好的強度韌性配合及優異的抗疲勞性能。其中：Rm：750兆帕～900兆帕，ReL或Rp0.2≥600兆帕，A≥18％，Z≥40％，-40℃縱向衝擊吸收功千伏₂≥150焦；斷裂韌性KQ值≥120兆帕·米；光滑試樣的旋轉彎曲疲勞極限RfL≥375兆帕，缺口試樣的旋轉彎曲疲勞極限RfE≥310兆帕，缺口敏感性RfL/RfE≤1.15；過盈量為0.04毫米試樣的微動疲勞極限≥215兆帕；鹽霧腐蝕14循環周次試樣的腐蝕疲勞極限為≥275兆帕；鋼材的奧氏體晶粒度大於等於8.0級；高速動車組車軸“正火+調質（淬火+高溫回火）”熱處理後鋼的組織為回火索氏體+少量下貝氏體，其中，車軸近表面回火索氏體含量為100％，車軸1/2半徑處回火索氏體含量在80～90％。

技術領域

《一種含釩鈦動車組車軸用鋼及其熱處理工藝》涉及合金鋼領域，具體涉及適用於抗拉強度750～900兆帕、屈服強度≥600兆帕、-40℃千伏₂≥150焦，同時要求具有優異的抗疲勞性能的高速動車組車軸用鋼及其熱處理工藝。

權利要求

1.《一種含釩鈦動車組車軸用鋼及其熱處理工藝》按重量百分比含有C：0.24～0.30，Si：0.20～0.40，Mn：0.70～1.00，Cr：0.90～1.20，Ni：0.70～1.30，Mo：0.20～0.30，Cu：0.10～0.60，Zr：0.01～0.04，V：0.04～0.08，Ti：0.015～0.030，Ca：0.001～0.005，P≤0.010，S≤0.008，T[O]≤0.0015，Als：0.015～0.045，余為Fe和其它不可避免的雜質；所述鋼的組織為回火索氏體+少量下貝氏體，其中，車軸近表面回火索氏體含量為100％，車軸1/2半徑處回火索氏體含量在80～90％。

2.如權利要求1所述的含釩鈦動車組車軸用鋼，其特徵在於，按重量百分比含有C：0.29，Si：0.24，Mn：0.91，Cr：0.97，Ni：0.87，Mo：0.2，Cu：0.56，Zr：0.03，V：0.04，Ti：0.021，Ca：0.003，P:0.005，S:0.001，T[O]:0.0006，Als：0.035，余為Fe和其它不可避免的雜質。

3.如權利要求1或2所述的含釩鈦動車組車軸用鋼，其特徵在於，其縱向力學性能達到：R_m：750兆帕～900兆帕，R_eL或R_p0.2≥600兆帕，A≥18％，Z≥40％，-40℃縱向衝擊吸收功千伏₂≥150焦；斷裂韌性K_Q值≥120兆帕·米；光滑試樣的旋轉彎曲疲勞極限R_fL≥375兆帕，缺口試樣的旋轉彎曲疲勞極限R_fE≥310兆帕，缺口敏感性R_fL/R_fE≤1.15；過盈量為0.04毫米試樣的微動疲勞極限≥215兆帕；鹽霧腐蝕14循環周次試樣的腐蝕疲勞極限為≥275兆帕；鋼材的奧氏體晶粒度大於等於8.0級。

4.如權利要求1-3所述含釩鈦動車組車軸用鋼的熱處理工藝，其特徵在於，包括如下步驟：（1）正火：將含釩鈦高速動車組車軸用鋼加熱至溫度870～900℃，在該溫度段加熱保溫時間按1.2～1.7分鐘/毫米計算，空冷；（2）淬火：將含釩鈦高速動車組車軸用鋼加熱至溫度850～880℃，在該溫度段加熱保溫時間按1.5～2.0分鐘/毫米計算，隨後冷卻；（3）回火：將含釩鈦高速動車組車軸用鋼加熱至溫度620～680℃，在該溫度段加熱保溫時間按2～2.5分鐘/毫米計算，隨後空冷至室溫。

5.如權利要求4所述含釩鈦動車組車軸用鋼的熱處理工藝，其特徵在於，步驟（1）-（3）中加熱速度均為50～100℃/小時。

6.如權利要求4或5所述含釩鈦動車組車軸用鋼的熱處理工藝，其特徵在於，步驟（2）中，在淬火槽中，通過噴嘴對車軸進行水下噴水快速水冷至室溫。

7.如權利要求6所述含釩鈦動車組車軸用鋼的熱處理工藝，其特徵在於，冷卻速度控制在1.5～2.5℃/秒。

8.如權利要求4-7所述含釩鈦動車組車軸用鋼的熱處理工藝，其特徵在於，步驟（1）中以80℃/小時加熱至溫度870℃，加熱保溫時間300分鐘，空冷。

9.如權利要求4-8所述含釩鈦動車組車軸用鋼的熱處理工藝，其特徵在於，步驟（2）中以80℃/小時加熱至溫度860℃，加熱保溫時間270分鐘，快速水冷；和/或，步驟（3）中以80℃/小時加熱至溫度650℃，加熱保溫時間420分鐘，空冷。

10.如權利要求4-9所述含釩鈦動車組車軸用鋼的熱處理工藝，其特徵在於，其用於含釩鈦動車組車軸用鋼的製造工藝，包括步驟：電弧爐或轉爐冶煉→LF爐精煉→RH或VD真空脫氣→連鑄→鑄坯加熱爐加熱→車軸坯軋制→車軸坯鍛造→毛坯車軸粗車→車軸齊端面加工→正火+調質熱處理→車軸外圓精車加工→車軸內孔鏜削加工→外圓磨削→探傷。

實施方式

《一種含釩鈦動車組車軸用鋼及其熱處理工藝》按重量百分比含有C：0.24～0.30，Si：0.20～0.40，Mn：0.70～1.00，Cr：0.90～1.20，Ni：0.70～1.30，Mo：0.20～0.30，Cu：0.10～0.60，Zr：0.01～0.04，V：0.04～0.08，Ti：0.015～0.030，Ca：0.001～0.005，P≤0.010，S≤0.008，T[O]≤0.0015，Als：0.015～0.045，余為Fe和其它不可避免的雜質；鋼的組織為回火索氏體+少量下貝氏體，其中，車軸近表面回火索氏體含量為100％，車軸1/2半徑處回火索氏體含量在80～90％；上述含釩鈦動車組車軸用鋼的熱處理工藝，包括如下步驟：（1）正火：將含釩鈦高速動車組車軸用鋼加熱至溫度870～900℃，在該溫度段加熱保溫時間按1.2～1.7分鐘/毫米計算，空冷；（2）淬火：將含釩鈦高速動車組車軸用鋼加熱至溫度850～880℃，在該溫度段加熱保溫時間按1.5～2.0分鐘/毫米計算，隨後冷卻；（3）回火：將含釩鈦高速動車組車軸用鋼加熱至溫度620～680℃，在該溫度段加熱保溫時間按2～2.5分鐘/毫米計算，隨後空冷至室溫。在另一個優選實施例中，可以採用如下方案：（1）適當降低傳統碳素車軸鋼中的C元素含量，改善鋼的韌性和塑性；（2）向鋼中添加Ni、Cu元素改善鋼的淬透性和耐蝕性，並加入微量的Zr、V、Ti元素以細化晶粒，從而提高鋼的韌性特別是低溫韌性，並改善鋼的強度和韌性配合，提高鋼的抗疲勞性能；（3）加入適量的Ca元素，對鋼中的夾雜物進行變性處理，同時嚴格控制鋼中雜質元素T[O]、P、S等的含量，以進一步提高鋼的抗疲勞性能。該發明的關鍵之處在於將成分最佳化調整與冶金質量控制有機地結合起來，在獲得高強度的同時，獲得優異的抗疲勞破壞性能和較低的成本。該發明鋼的具體化學成分（重量％）如下：C：0.24～0.30，Si：0.20～0.40，Mn：0.70～1.00，Cr：0.90～1.20，Ni：0.70～1.30，Mo：0.20～0.30，Cu：0.10～0.60，Zr：0.01～0.04，V：0.04～0.08，Ti：0.015～0.030，Ca：0.001～0.005，P≤0.010，S≤0.008，T[O]≤0.0015，Als：0.015～0.045，余為Fe和其它不可避免的雜質。

上述各元素的作用及配比依據如下：C:C元素是車軸鋼獲得高的強度、硬度所必需的。傳統車軸鋼中的C含量較高，如2016年6月以前的鐵路貨車車軸用鋼LZ50中的碳含量為0.50％左右。高的C含量雖然對鋼的強度、硬度等有利，但對鋼的塑性和韌性極為不利，且使屈強比降低、脫碳敏感性增大，惡化鋼的抗疲勞性能和加工性能。因此適當降低鋼中的C含量，將其控制在0.30％以下。然而，淬火和高溫回火後為了獲得所需的高強度和所必須的疲勞性能，C含量須在0.24％以上，因而C含量宜控制為0.24～0.30％。Si：Si是鋼中主要的脫氧元素，具有很強的固溶強化作用，但Si含量過高將使鋼的塑性和韌性下降，C的活性增加，促進鋼在軋制和熱處理過程中的脫碳和石墨化傾向，並且使冶煉困難和易形成夾雜物，惡化鋼的抗疲勞性能。因此控制Si含量為0.20～0.40％。Mn:Mn是脫氧和脫硫的有效元素，還可以提高鋼的淬透性和強度，含量小於0.70％時，難以起到上述作用。但淬火鋼回火時，Mn和P有強烈的晶界共偏聚傾向，促進回火脆性，惡化鋼的韌性，因而控制Mn含量在1.00％以下。Cr：Cr能夠有效地提高鋼的淬透性和回火抗力，以獲得所需的高強度；同時Cr還可降低C的活度，可降低加熱、軋制和熱處理過程中的鋼材表面脫碳傾向，有利用獲得高的抗疲勞性能。但含量過高會惡化鋼的韌性，因而控制Cr含量為0.90～1.20％。Ni：Ni可提高鋼的淬透性、耐蝕性和保證鋼在低溫下的韌性。考慮到經濟性，控制Ni含量為0.80～1.30％。Mo：Mo在鋼中的作用主要為提高淬透性、提高回火抗力及防止回火脆性。此外，Mo元素與Cr元素的合理配合可使淬透性和回火抗力得到明顯提高。Mo含量過低則上述作用有限，Mo含量過高，則上述作用飽和，且提高鋼的成本。因此，控制Mo含量為0.20～0.30％。Cu:Cu在固溶強化、提高淬透性方面與Ni相似。同時，在鋼中加入銅還可提高鋼的抗腐蝕疲勞性能，因為細小的Cu沉澱阻滯了疲勞的初期階段脈狀結構的形成，並且銅析出物具有良好的塑性，可阻礙疲勞裂紋的擴展；另外，Cu還有一定的提高鋼耐蝕性作用；從而提高鋼的腐蝕疲勞強度。但Cu含量過高，鋼在加熱軋制或鍛造過程中容易引起熱脆。綜合考慮，範圍可控制在0.10～0.60％。Zr：加入少量鋯有脫氣、淨化和細化晶粒作用，有利於提高鋼的低溫衝擊性能和強度、疲勞性能指標。綜合考慮，範圍可控制在0.010～0.040％。V：V是強碳化物形成元素，與C結合所形成的細小彌散碳化物可阻止加熱時晶粒長大，起細晶強化和沉澱強化的作用，從而可同時提高鋼的強度、韌性和抗疲勞性能。V含量低於0.03％，上述作用不明顯；V含量高於0.10％，上述作用飽和，且提高鋼的成本。因而控制V含量為0.04～0.08％。Ti：在鋼中加入微合金元素Ti能起到固溶、偏聚和沉澱作用，當它們與碳、氮、硫等互動作用能產生細晶強化、析出物彌散強化以及夾雜物改性等，使鋼的強度和韌性加強，並可提高鋼的回火穩定性。綜合考慮，Ti的範圍可控制在0.015％～0.030％。Ca:Ca具有脫氧脫硫和對非金屬夾雜物變性處理的作用，從而改善鋼的韌性和抗疲勞性能。Ca含量小於0.001％起不到上述作用，但含量超過0.005％，則加入相當困難，且夾雜物量增多。因而控制Ca含量為0.001～0.005％。P：P能在鋼液凝固時形成微觀偏析，隨後在奧氏體化溫度加熱時偏聚在晶界，使鋼的脆性顯著增大，所以控制P的含量在0.012％以下。S：鋼中不可避免的不純物，形成MnS夾雜和在晶界偏聚會惡化鋼的韌性和抗疲勞性能，因而控制其含量在0.008％以下。

T[O]：氧在鋼中形成各種氧化物夾雜。在應力的作用下，在這些氧化物夾雜處容易產生應力集中，導致微裂紋的萌生，從而惡化鋼的力學性能特別是韌性和抗疲勞性能。因此，在冶金生產中須採取措施儘可能降低其含量。考慮到經濟性，控制其含量在0.0015％以下。該發明含釩鈦高速動車組車軸用鋼生產工藝流程為：電弧爐或轉爐冶煉→LF爐精煉→RH或VD真空脫氣→連鑄→鑄坯加熱爐加熱→車軸坯軋制→車軸坯鍛造→毛坯車軸粗車→車軸齊端面加工→正火+調質熱處理→車軸外圓精車加工→車軸內孔鏜削加工→外圓磨削→探傷。該發明關鍵的熱處理工藝步驟如下：（1）正火：將最大直徑為200毫米左右、長度達2200毫米左右的含釩鈦高速動車組車軸用鋼加熱（加熱速度為50～100℃/小時）至溫度870～900℃，在該溫度段加熱保溫時間按1.2～1.7分鐘/毫米計算，空冷。經正火後不僅細化了晶粒,而且改善了組織的不均勻性,為隨後的最終熱處理做好組織準備。（2）淬火：將最大直徑為200毫米左右、長度達2200毫米左右的含釩鈦高速動車組車軸用鋼加熱（加熱速度為50～100℃/小時）至溫度850～880℃，在該溫度段加熱保溫時間按1.5～2.0分鐘/毫米計算，隨後在淬火槽中，通過噴嘴對車軸進行水下噴水快速水冷（冷卻速度控制在1.5～2.5℃/秒）至室溫。（3）回火：將最大直徑為200毫米左右、長度達2200毫米左右的含釩鈦高速動車組車軸用鋼加熱（加熱速度為50～100℃/小時）至溫度620～680℃，在該溫度段加熱保溫時間按2～2.5分鐘/毫米計算，隨後空冷至室溫。經過回火，可獲得均勻細密回火索氏體+少量下貝氏體的金相組織，從而可獲得良好的韌塑性及合適的強度指標。在另一個優選實施例中，可以採用如下方案：該發明含釩鈦高速動車組車軸用鋼生產工藝流程為：電弧爐或轉爐冶煉→LF爐精煉→RH或VD真空脫氣→連鑄→鑄坯加熱爐加熱→車軸坯軋制→車軸坯鍛造→毛坯車軸粗車→車軸齊端面加工→正火+調質（淬火+高溫回火）熱處理→車軸外圓精車加工→車軸內孔鏜削加工→外圓磨削→探傷。該發明含釩鈦高速動車組車軸用鋼的熔煉化學成分、主要熱處理工藝參數與性能的實施例如下：熱處理工藝步驟及參數為：（1）正火：以80℃/小時加熱至溫度870℃，加熱保溫時間300分鐘，空冷。（2）淬火：以80℃/小時加熱至溫度860℃，加熱保溫時間270分鐘，快速水冷（冷卻速度控制在1.5～2.5℃/秒）。（3）回火：以80℃/小時加熱至溫度650℃，加熱保溫時間420分鐘，空冷。最大直徑為Φ200毫米、長度達2200毫米高速動車組車軸的熔煉化學成分質量百分比（wt％）見表1，高速動車組車軸經過以上熱處理後的性能指標見表2。

表1：高速動車組車軸鋼的熔煉化學成分質量百分比(wt％)

序號	C	Si	Mn	P	S	Cr	Mo	Ni	Ca	T[O]	V	Ti	Cu	Zr	Als	其餘
1	0.29	0.24	0.91	0.005	0.001	0.97	0.20	0.87	0.003	0.0006	0.040	0.021	0.560	0.030	0.035	見注
2	0.27	0.26	0.83	0.006	0.002	1.05	0.22	0.99	0.001	0.0009	0.080	0.027	0.045	0.010	0.027	見注
3	0.25	0.29	0.88	0.007	0.001	1.12	0.29	1.23	0.004	0.0010	0.050	0.016	0.120	0.020	0.022	見注
4	0.26	0.34	0.74	0.009	0.005	1.17	0.24	1.19	0.001	0.0014	0.050	0.019	0.210	0.040	0.016	見注
註：其餘為鐵和殘餘的微量雜質

表2：高速動車組車軸熱處理後性能指標

序號	屈服強度R_p0.2/兆帕	抗拉強度R_m/兆帕	斷後伸長率A/%	斷面收縮率Z/%	-40℃縱向衝擊功千伏₂/焦（深度2毫米V型缺口）
1	649	821	21	70	217
2	637	807	24	70	241
3	651	836	30	71	219
4	647	817	19	72	222

續表2：高速動車組車軸熱處理後性能指標

序號	表面光滑試樣的疲勞極限R_fL/兆帕	表面帶有缺口試樣的疲勞極限R_fE/兆帕	R_fL/R_fE	微動疲勞極限/兆帕	腐蝕疲勞極限/兆帕	K_Q/兆帕·米	奧氏體晶粒度/級	組織
1	410	380	1.08	237	312	139	9	回火索氏體+少量下貝氏體，回火索氏體占90%、
2	402	376	1.07	233	301	146	9	回火索氏體+少量下貝氏體，回火索氏體占87%、
3	418	387	1.08	236	314	140	9	回火索氏體+少量下貝氏體，回火索氏體占81%、
4	407	373	1.09	234	304	137	9	回火索氏體+少量下貝氏體，回火索氏體占84%、

採用該發明的化學成分、工藝流程和熱處理工藝工藝參數生產的含釩鈦高速動車組車軸用鋼，測定鋼材的縱向力學性能可達到：R_m：750兆帕～900兆帕，R_eL或R_p0.2≥600兆帕，A≥18％，Z≥40％，-40℃縱向衝擊吸收功千伏₂≥150焦；斷裂韌性K_Q值≥120兆帕·米；光滑試樣的旋轉彎曲疲勞極限R_fL≥375兆帕，缺口試樣的旋轉彎曲疲勞極限R_fE≥310兆帕，缺口敏感性R_fL/R_fE≤1.15；過盈量為0.04毫米試樣的微動疲勞極限≥215兆帕；鹽霧腐蝕14循環周次試樣的腐蝕疲勞極限為≥275兆帕；鋼材的奧氏體晶粒度大於等於8.0級；高速動車組車軸“正火+調質（淬火+高溫回火）”熱處理後鋼的組織為回火索氏體+少量下貝氏體，其中，車軸近表面回火索氏體含量為100％，車軸1/2半徑處回火索氏體含量在80～90％。

榮譽表彰