和谐型机车车轴技术规范.doc

和谐型机车车轴技术规范（草案）1 范围本技术规范规定了铁路和谐型机车用车轴钢坯的技术要求、检验方法、检验规则、标志及质量证明书。本技术规范规定了铁路和谐型机车用轧制或锻造的实心或空心车轴的技术要求、检验方法、检验规则、标志、质量证明书、包装及质量保证。对于空心车轴，本技术规范仅适用于使用轧制或锻造车轴进行钻孔加工而成的空心车轴。本技术规范适用于铁路和谐型机车用车轴钢坯及车轴的制造、订货和检验。2 规范性引用文件下列文件对于本技术规范的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本技术规范。GB/T 2222006 钢的成品化学成分允许偏差GB/T 223 钢铁及合金化学分析方法GB/T 2261991 钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法GB/T 2282002 金属材料室温拉伸试验方法GB/T 2292007 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法GB/T 231.12002 金属布氏硬度试验第1部分：试验方法GB/T 19792001 结构钢低倍组织缺陷评级图GB/T 43362002 碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析方法(常规法)GB/T 63942002 金属平均晶粒度测定法GB/T 77362001 钢的低倍组织及缺陷超声波检验法GB/T 105612005 钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检测法GB/T 200662006 钢和铁 化学成分测定用试样的取样和制样方法TB/T 16182001 机车车辆车轴超声波检验TB/T 16191998 机车车辆车轴磁粉探伤3 产品分类和谐型机车用车轴钢分为碳素钢及合金钢，碳素钢用JZW表示，J、Z和W分别为机车、轴和50的汉语拼音第一个字母，合金钢用HJZ表示，HJ和Z分别为合金和轴的汉语拼音第一个字母。4 运用要求4.1 最大商业运营速度（km/h） 1604.2 轴重（t） 254.3 轨距 (mm) 14354.5 环境条件() 45+505 技术要求5.1化学成分5.1.1 化学成分是指钢的熔炼成分，每种成分的含量应符合表1的规定。5.1.2 在钢坯或车轴上取样复验时，化学成分允许偏差应符合GB/T 2222006的规定。表1代号牌号CMnMoCrSiPSCuNiV%JZWJZ500.470.570.600.900.300.170.370.0300.0300.250.30HJZ125CrMoA0.220.290.600.900.150.300.901.200.400.0200.0150.200.250.06HJZ230CrMoA0.260.330.400.700.150.250.801.100.170.370.0200.0150.200.250.06HJZ335CrMoA0.320.400.400.700.150.250.801.100.170.370.0200.0150.200.250.065.2 钢坯尺寸、外形、重量及允许偏差5.2.1 尺寸及允许偏差5.2.1.1 钢坯的截面尺寸及允许偏差应符合表2的规定。5.2.1.2 钢坯的定尺或倍尺长度由供需双方协议商定，并在合同中注明。其定尺或倍尺长度的允许偏差为Lmm。 表2 单位为毫米截 面 尺 寸允 许 偏 差高 度宽 度2502504.02802804.03003005.03203205.0f2705.2.2 外形5.2.2.1 方钢钢坯截面的角部应成圆弧形，其圆角半径应为公称边长的0.10.2倍。经供需双方协议，可供应其它圆角半径的钢坯，并在合同中注明。5.2.2.2 方钢钢坯在同一截面的对角线差（相对圆角之间距离）应小于高度公差带的70%。5.2.2.3 方钢钢坯表面的凸凹度应分别小于相应高度或宽度公差带的50%。5.2.2.4 圆钢钢坯在同一截面的直径差应小于直径公差带的70%。5.2.2.5 钢坯弯曲度每米应小于5mm，总弯曲度应小于总长度的0.5%。5.2.2.6 钢坯两端切斜度或突出部分应不大于公称边长或直径的20%。5.2.2.7 剪切时，钢坯端部的压扁值应小于公称边长或直径的15%。5.2.3 重量5.2.3.1 钢坯应按实际重量或理论重量交货。按理论重量交货时，重量按下式计算：方钢：G=0.98110-9(25+L)a2 （1）圆钢：G=pr210-9(25+L) （2）式(1)和式（2）中： G每根钢坯的重量，kg；a方钢钢坯截面公称边长，mm；L定尺长度(或倍尺长度)或非定尺长度减25mm，mm；r圆钢钢坯的半径，mm；钢的密度，7850 kg/m3；0.981考虑方钢钢坯圆角半径和换算得出的系数。5.2.3.2 钢坯的理论重量应符合表3的规定。表3 截 面 尺 寸mm理 论 重 量kg/m250250481.3280280603.7300300693.1320320788.6f270449.45.3 钢坯的冶炼及轧制5.3.1 钢坯应采用碱性氧化转炉或电炉冶炼，并经真空脱气处理。5.3.2 钢液中氢含量应不大于2.010-6，氧含量应不大于2510-6。5.3.3 碳素钢要求钢中残留铝应不小于0.015%。5.3.4 钢坯应采用轧制或锻制等方法制造。轧制钢坯从钢锭(以钢锭最小断面计算)到钢坯的压延比(面积比)应不小于6:1；锻制钢坯的锻压比(面积比)应不小于3.5:1。5.3.5 轧制时，应严格控制钢锭加热温度，避免由于出现“过烧”或“过热”而产生其它的有害缺陷。5.4 交货状态钢坯以热轧或锻制后经退火或高温回火状态交货，表面硬度应不大于229HBW。5.5 力学性能5.5.1 碳素钢用经正火处理的样坯制成的试样，测出钢的力学性能应符合表4的规定。表4代号牌号抗拉强度RmMPa下屈服强度ReLMPa断后伸长率A%断面收缩率Z%JZWJZ5061034520375.5.2 合金钢用经调质处理的样坯制成的试样，测出钢的力学性能应符合表5的规定，试样尺寸f25mm或25mm25mm。表5代号牌号热处理工艺力 学 性 能淬火回火抗拉强度RmMPa下屈服强度ReL MPa断后伸长率A%断面收缩率Z%冲击吸收功KU2J（常温）加热温度冷却剂加热温度冷却剂HJZ125CrMoA850油540水、油6504202060四个试样平均值71HJZ230CrMoA880油540水、油6504202060四个试样平均值71HJZ335CrMoA850油550水、油6805101955四个试样平均值68表中所列热处理温度允许调整范围：淬火为15；回火为505.6 低倍组织5.6.1 钢坯的横向酸浸低倍试片上不应有白点、裂纹、残余缩孔、分层、气泡和夹杂（非金属和异金属）及翻皮等。5.6.2 钢坯酸浸低倍组织中，一般疏松、中心疏松、锭型偏析及斑点状偏析级别应符合表6的规定。表6代号一般疏松中心疏松锭型偏析斑点状偏析JZW2.52.52.52.0HJZ11.52不允许5.7 非金属夹杂物钢中非金属夹杂物级别应符合表7的规定。表7代号A（硫化物类）B（氧化铝类） C（硅酸盐类）D(环状氧化物类)DS（单颗粒球状类）粗系细系粗系细系粗系细系粗系细系JZW22.51.52.51.52.51.52.01.5HJZ1.521.52.01.52.01.01.55.8 晶粒度经样坯制成的试样，晶粒度应不低于6级，且最高与最低级别差不超过3级。5.9 表面质量5.9.1 钢坯端面不应有缩孔残余、夹杂和分层。5.9.2 钢坯表面不应有裂纹、结疤、夹杂、折叠及气泡，如有上述缺陷意应清除。深度不超过2 mm的压痕、氧化铁皮脱落造成的麻点及深度不超过0.2mm的裂纹可不清除。5.9.3 钢坯表面的清除应符合如下规定：a) 如用火焰清除钢坯表面缺陷时，应在钢坯温度不低于100 状态下进行；b) 清除深度从钢坯实际尺寸算起应符合表8的规定，清理时要沿钢坯的长度方向进行，其边缘应圆滑过渡，清理的宽度与深度比应不少于6:1；c) 同一截面达到最大清除深度应不多于1处，清除深度大于5mm、小于最大清除的应不大于4处。 表8 单位为毫米截 面 尺 寸清 除 深 度f270及3003008300300105.10 其他要求根据用户需要，经供需双方协商，也可规定其他项目的要求，并在合同中注明。 5.11 车轴锻造、热处理5.11.1 车轴制造单位，应根据车轴轴型，按表2选择钢坯的截面尺寸。5.11.2 钢坯在锻造前应按本标准有关规定进行复验，复验合格后方可投入锻造。5.11.3 钢坯下料应采用机械切割，不得使用火焰切割。5.11.4 车轴锻造时应均匀加热钢坯，不得发生钢坯“过烧”或“过热”。5.11.5 车轴应使用快锻机、水压机、精锻机及其配套的工艺装备进行锻造。5.11.6 轴坯下料时，应预留带延长体试样的车轴。每一热处理的批次中，带延长体试样的车轴应不少于5%7%。5.11.7 每根车轴锻造完毕后，应在热态下用钢印在车轴轮座处的外圆部位刻打锻造单位代号(内部加工的可不打)、锻造年月（分别用两位阿拉伯数字表示）、熔炼炉(罐)号（由钢坯制造单位自编，用阿拉伯数字表示）和锻造顺序号(轴号，用四位阿拉伯数字表示，从00019999循环刻打)等标记，其字高不小于14 mm，字深3mm左右。5.11.8 碳素钢车轴的热处理工艺为一次正火和一次回火；合金钢车轴的热处理工艺为调质处理。5.11.8.1 正火车轴加热到高于临界转变的适当温度后，在空气中均匀冷却，这种热处理称为正火。可以用加强空气流通的方法加快冷却速度，但必须使车轴各部位均匀冷却。正火时车轴的入炉温度应低于500 ，不允许使用台车炉。5.11.8.2 调质淬火加高温回火通常称为调质。将车轴加热到某一适当温度并保持一段时间，在淬冷介质中以适当速度均匀冷却，这种热处理称为淬火。5.11.8.3 回火把经过正火的车轴重新缓慢加热到并保持在低于临界温度的适当温度，然后以适当的速度冷却，这种热处理称回火。回火时车轴的入炉温度应低于250 。5.11.9 车轴校直车轴校直应在不低于510 的热态下进行。如在冷态下发现弯曲变形，应将其加热到不高于700 ，适当保温后再进行校直作业。但校直终温不得低于510 。5.12 车轴力学性能和晶粒度要求每一热处理批次的车轴做一次力学性能检验和晶粒度检验，试验结果代表本批次车轴钢的力学性能和晶粒度。5.12.1 经热处理后的车轴拉伸性能应符合表9的规定。表9代号牌号抗拉强度RmMPa下屈服强度ReLMPa断后伸长率A%断面收缩率Z%JZWJZ506103452037HJZ125CrMoA6504202060HJZ230CrMoA6504202060HJZ335CrMoA68051019555.12.2 经热处理后的车轴冲击性能应符合表10的规定。表10代号牌号冲击吸收功KU2 J（常温）2个试样平均值纵向横向HJZ125CrMoA71？HJZ230CrMoA71？HJZ335CrMoA68？5.12.3 试样整个显示应为均匀的细晶粒组织，晶粒度应不低于6级，且最高与最低级别差不超过3级。5.13.4 车轴应进行超声波探伤检查。5.13.5 车轴应进行磁粉探伤检查。5.14 车轴供货状态及尺寸公差5.14.1 根据用户订货要求，车轴供货状态分为毛坯车轴、半精加工车轴或精加工车轴。5.14.2 精加工车轴表面及半精加工后不再精加工的车轴表面不得存在有害缺陷；半精加工车轴不应存在精加工时不能消除的刀痕和损伤。5.14.3 精加工后车轴的尺寸精度、形位公差及表面质量应符合订货图样的要求。6 检验方法和检验规则6.1 钢坯6.1.1 检验方法6.1.1.1 每批钢坯的检验项目、取样数量、取样部位及检验方法应按表11要求进行。表11序号检验项目取样数量取样部位检验方法1化学成分每炉(罐)1次每批次1个GB/T 200662006GB/T 223GB/T 433620022拉伸性能每批次2个任一带“A”字钢坯头部样坯长度不小于300 mmGB/T 22820023冲击性能每批次4个GB/T 22920074低倍组织每批次2个GB/T 2261991GB/T 197920015非金属夹杂物每批次2个GB/T 1056120056晶粒度每批次1个GB/T 639420027表面质量逐根目测8尺寸逐根量尺6.1.1.2 化学成分化学成分检验按GB/T 223的方法进行。化学成分测定用试样的取样和制样方法熔炼成分应对每炉（罐）进行分析，并在钢液浇注1/21/3时取样。成品成分应对每批次进行分析，试样样屑应从钢坯外表面到中心的中间部位平行于轴线钻取，或从钢坯侧面垂直于轴中心线钻取，此时钻孔深度应达钢坯轴心处。6.1.1.3 力学性能拉伸试验按GB/T 2282002的方法进行；冲击试验按GB/T 2292007的方法进行。检验试样应从表12规定的样坯上采用机械切割法截取，取样部位见图1及图2。1四个冲击性能试验试样中的两个；2拉伸性能试验试样；3样坯切割线图1 方钢取样示意图1拉伸性能试验试样；2四个冲击性能试验试样中的两个；3样坯切割线图2 圆钢取样示意图6.1.1.4 低倍组织低倍组织检验及评级按GB/T 2261991及GB/T 19792001的方法进行。6.1.1.5 非金属夹杂物钢中非金属夹杂物检验及评级按GB/T 105612005的方法进行，检验试样切取部位为钢坯外表面到中心的中间部位，金相磨面通过轴心线，如图3。图3 方钢或圆钢取样示意图6.1.1.6 晶粒度晶粒度按GB/T 63942002的方法进行，检验试样可以在拉伸试样未变形的大端垂直于轴线的横断面上截取。6.1.2 检验规则6.1.2.1 检查与验收 钢坯的检查与验收由制造单位技术监督部门进行。需方有权按本技术规范及合同规定进行验收。6.1.2.2 组批规则应成批验收，每批应由同一牌号、同一炉(罐)号、同一规格、同一热处理制度的钢坯组成。6.1.2.3 复验与判定规则检验结果如有一项指标不符合本技术规范要求时，则该根钢坯拒收。另从该批任何两个带“A”字的钢坯头部取同样长度的两段样坯进行该不合格项目的复验(白点除外)。样坯应打炉罐号和“A”字。复验结果(包括该项试验所要求的任一指标)即使有一项指标不合格，则该批所有带“A”字的钢坯为不合格。再从另外任何两根带“A”字的钢坯另一端或B端的头部切取试样进行检验，当检验结果全部合格时，除“A”段钢坯外，其它段钢坯均为合格。如果其中有一个试样的任一项指标不合格，则该批全部钢坯为不合格。6.2 车轴6.2.1 试验方法6.2.1.1 每批车轴的检验项目、数量及试验方法应按表12要求进行。表12序号检验项目取样数量检验方法1拉伸性能每热处理批次2个GB/T 22820022冲击性能每热处理批次2个GB/T 22920073晶粒度每热处理批次1个GB/T 639420024超声波探伤逐根TB/T 161820015磁粉探伤逐根TB/T 161919986表面质量逐根订货图样7尺寸逐根订货图样 6.2.1.2 力学性能拉伸性能按GB/T 2282002的方法进行；冲击性能按GB/T 2292007的方法进行。检验试样应取自车轴一端的延长体，加带延长体试样的车轴已经用完，可取自车轴最大截面部位。取样位置位于车轴中心线距表面一半距离的任一部位上，并与车轴轴线平行。6.2.1.3 晶粒度晶粒度按GB/T 63942002的方法进行。检验试样可以在拉伸试样未变形的大端垂直于轴线的横断面上截取，试样在金相显微镜下放大100倍观察，如发现有缺陷应留下照片。6.2.1.4 车轴超声波探伤按TB/T 16182001的方法进行。5.2.1.5 车轴磁粉探伤按TB/T 16191998的方法进行。6.2.2 检验规则6.2.2.1 检查与验收需方有权按照本技术规范进行检验，或派驻验收人员到制造单位对产品进行监督、检验，制造单位应提供工作方便和协助。检验工作应在制造单位进行。6.2.2.2 组批规则每一热处理批次车轴的数量应不多于50根。同一批次中不同熔炼炉号的车轴，其含碳量的偏差应不超过0.03%。6.2.3 车轴的复验和判定规则任何一批车轴的力学性能检验结果达不到规定要求时，允许从另外两根车轴延长体上取双倍试样重新试验，其结果有一根试样的任一项指标仍不合格时，则该批车轴为不合格，应重新进行热处理。如果任何一批车轴的晶粒度达不到要求时，不得复验，应重新热处理。任何一批车轴进行重新热处理次数不得超过三次。6.2.4 对加工后的车轴，买方应逐根检查表面加工质量及尺寸精度是否符合订货图样的要求。如发现质量问题应及时通知制造单位。6.2.5 买方可在自己的试验室或其它部门进行决定验收或拒收的试验，但此类试验的费用由买方承担。6.2.6 凡通过检查验收的车轴，在其它场所又发现有害缺陷时将被拒收，并通知制造单位。7 标记和质量证明书7.1 钢坯标记7.1.1 每根钢坯端面应用白漆标明：熔炼炉(罐)号、段号、车轴钢代号。7.1.1.1 所有钢坯头部方向的端面应标明：熔炼炉(罐)号、段号。熔炼炉(罐)号钢坯制造单位自编，用阿拉伯数字表示。段 号用A、BZ标明。A钢锭头部钢坯；B钢锭中部钢坯；Z钢锭尾部钢坯。7.1.1.2 在钢坯尾部方向的端面应标明车轴钢代号：JZW、HJZ1、HJZ2或HJZ3。7.2 钢坯质量证明书7.2.1 每批钢坯均应有符合本技术规范规定的质量证明书，其内容包括：a) 钢坯制造单位名称；b) 合同号；c) 生产日期；d) 熔炼炉(罐)号；e) 钢的化学成分；f) 本技术规范规定各项试验结果；g) 钢坯尺寸、数量(包括总根数、各段号的根数、重量)。7.2.2 质量证明书应有制造单位技术质量监督部门盖章及负责人签字或盖章。7.3 车轴标记7.3.1 车轴应刻打制造标记，制造标记必须按规定刻打在某一扇区内，并永久保留。7.3.2 车轴标记内容、位置及字体高规定：a) 熔炼炉(罐)号：钢坯制造单位自编，用阿拉伯数字表示，如9811288；b) 车轴钢代号：打在熔炼炉(罐)号后面；c) 车轴制造(锻造)单位代号：铁道部公布的代号，用三位阿拉伯数字表示，如183；d) 车轴锻造年、月：分别用两位阿拉伯数字表示，如9808；e) 车轴锻造顺序号(轴号)：用四位阿拉伯数字表示，从00019999循环刻打，如9310；f) 车轴方位：用“左”字表示；g) 车轴轴型代号；h) 超声波穿透探伤工作者的责任钢印标记：Cl，三角形框高8 mm，下底宽10mm；三角形内C字高5mm，超探工作者编号1字高3mm；i) 车轴制造超声波穿透探伤检查钢印标记：“”，标记高10mm；j) 凡未特殊标明字高的，一律为7mm。各项内容的排列位置见本标准附录B的图B1。7.4 车轴质量证明书7.4.1 每根车轴交货时均应有车轴质量证明书，其内容包括：a) 车轴锻造单位名称；b) 熔炼炉(罐)号；c) 车轴钢代号；d) 车轴轴型代号；e) 车轴顺序号(轴号)；f) 化学成分；g) 本技术规范规定的各项试验结果。7.4.2 质量证明书必须有制造单位技术质量监督部门盖章及检验人员签字或盖章。8 包装、保管及运输8.1 半精加工车轴两端面应涂一层透明清漆，并在轴端给予包扎防护，精加工车轴及半精加工后不再精加工的车轴应涂防锈油脂并给予包扎防护，在正常保管条件下，一年内不应锈蚀。也可采用买方认可的其他包装方法。8.2 车轴应入库保管，保持干燥，存放时使之易于识别标记。8.3 车轴在加工、装卸和运输等过程中禁止抛掷、碰伤和划伤。9 质量保证在正常运用及维护条件下，在规定的车轴使用寿命期限内，凡出现冶炼、轧制等方面的质量问题及锻造、热处理、机加工等方面质量问题造成的车轴缺陷或行车事故，分别由钢坯制造单位和车轴制造单位负责，并承担所造成的直接经济损失。