欧标EA1N车轴钢与国标中低碳钢性能对比研究

2021-01-10邹金庭牛迎春李泉欧阳光张万清

科学与生活 2021年26期

邹金庭牛迎春李泉欧阳光张万清

摘要：通过不同热处理工艺对欧标EA1N车轴钢性能进行研究，得到了宝贵的试验数据。同时将欧标EA1N车轴钢的各项性能与部分国标中低碳钢进行了对比分析。

关键词：车轴钢;热处理;国标中低碳钢。

1、引言

EA1N钢为欧洲标准EN13261中应用的车轴钢，广泛应用于德国、法国等欧洲发达国家铁路行业。随着国外轨道交通装备设计技术在国内引进，该钢种在国内各型地铁车轴上普遍使用，比如武汉2号线、广州3号线、昆明1号线、郑州1号线、宁波1号线、长沙3/4号线等。

目前，我司在EA1N车轴制造工艺中会产生一定量的“尾余料”，这类“尾余料”如按照废钢进行处理将会造成资源的大量浪费;现在考虑用EA1N材料来替代市场中部分碳素结构钢与优质碳素结构钢的产品，为实现公司“十四五”规划中的工艺降成本做出一定的贡献。

2、材料成分对比

选用GB∕T 17107-1997《锻件用结构钢牌号和力学性能》中的45钢与GB∕T 1591-2018《低合金高强度结构钢》中的Q355B作为对比分析的对象，两者与EA1N化学成分对比如表1所示。从下表可以看出，EA1N的含碳量低于45钢高于Q355B，锰含量高于45钢低于Q355B，但对合金元素与有害元素的控制都要严于两者。

3、机械性能试验数据与对比分析

3.1 数据对比

EA1N材料根据不同的热处理方式分别进行试验，根据GB/T 2075《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》规定取样，并进行力学性能试验，得到了EA1N材料力学性能数据。將其数据与国标45钢和Q355B进行对比，结果如表2。

3.2数据分析

试验数据显示，欧标EA1N车轴钢在正火后抗拉强度在650Mpa左右，屈服强度在400MPa左右，伸长率在20%以上，断面收缩率在50%以上。调质热处理后抗拉强度在750Mpa以上，屈服强度在500Mpa以上，伸长率在20%以上，断面收缩率在55%以上。

经对比分析，欧标EA1N车轴钢在相同热处理工艺下完全能达到国标常用中、低碳钢中45钢与Q355B的要求，且各项机械性能平均超出45钢与Q355B性能要求30%以上，完全可以进行材料代用。

4、金相组织对比

5、结论

1）EA1N材料在同等的热处理条件下强度与塑性都要小优于国标45钢与Q355B，但冲击韧性较两者有大幅领先，且金相组织相类似;

2）EA1N材料在同等的热处理条件下完全可以替代部分碳素结构钢和优质碳素结构钢，从而降低产品成本。

6、EA1N材料的应用

在工程机械领域，EA1N材料已经在部分Q355B锻件上实现了代用，已得到多方客户认可，且批量应用。在轨道交通领域，EA1N材料在部分45钢锻件上批量代用，且使用效果良好。