一种高强度、高韧性、耐低温又耐高温的合金钢 关于 GB3077-88 的分析及对高铁车轴类用钢的开发的研试 GB3077‐88 曾是中国钢铁工业和机械制造业的重要指南，经反复研究、分析， 它确存在以下严重不足： 1、在成份组中，多以 c、Si、Mn、Cr、Mo、W 较多，而对材料性能起重大 作用的元素：v、Nb、Zr、RE、N 应用十分罕见； 2、正因为如此，从而导致在 GB3077‐88 中的 81 个钢种普遍回火温度在 600℃ 以下，而倔服强低(σs≤785N/mm 2 )抗冲击韧性更低(Aku≤72J)； 3、在 GB3077‐88 中竞无一对低温（‐50℃）韧性或耐热性（如 300℃～500℃） 之热强度（σbR），作出量化数据规定。 4、在 GB3077‐88 中对满足回火温度≥600℃，σs≥780N/mm 2 两个条件仅有 的八个钢种，性能、工艺如上图汇列。上图数据充分证实 011‐6 远优于 GB3077‐88 中任一钢材。 上述序号 1‐8 这八种钢在过去机械制造中 35CrMov 和 40CrNizMo 及 42CrMo[于 560℃回火，σs=930N/mm，Aku=63J]和 40Cr[520℃回火，σs=785N/mm， Aku=47J]应用多。它们只适于制造一般的机械产品。 显然采用中国 GB3077‐88 任一钢种，根本无法满足‐（40℃～60℃）的重载 机械设备如：俄罗斯的货车火车轴、车轮；还有一年四季为露天下工作且在应用 中承受着巨烈冲击的矿山破碎和石油钻井机械；以及应用工况为冷热交织并有强 烈冲击的高铁火车轴及大型船舶柴油机曲轴等。 二、对高铁车轴的研究、开发、设计和实验 A、高铁车轴的研制基础： 1、1992 年浙江江山水泥厂在江西玉山矿的φ?250×1250 反击式破碎机常出 现：开机噪音大，有转子体在破碎中破裂或主轴断裂的情况。经过 3 年的研究、 分析、实验于95年6月向该帮交货一对（17吨）价：268400元发票号，No:02528153； 主轴性能：σs=960N/mm 2 ，AKu≥80J;转子体σs≥435N/mm 2 ，AKu≥44J。 96 年 1 月又向该厂供货 3 件（系 94 年张厂长、方处长来看进度、质量时增订） 价：421200 元，发票号 No.0023905. 2、1997 年 12 月和 98 年 4 月分别按广西黎圹水泥厂要求，提供了φ2（米） ×2 （米）仿红宝公司锤式破碎机之锤轴12件（价131400元，发票号No:00500780）; 主轴 1 件（5950kg）, （价 180000 元，发票号：No.00139976）；主轴、锤轴性能：： σs≥960N/mm 2 ，AKu≥80J。 3、此后，又给江西一些厂提供了锤轴 26 件（短锤轴尺寸）φ140×1166mm， 5400 元/件） 以上锤轴在巨烈破碎击中使用寿命达 1 年以上；而反击破主轴或锤破主轴使 用几年都没坏。 B、锤破机轴和高铁车轴在应用工况上的差别。 认真分析破碎主轴和锤轴在线速度 38.5～44.5 米/秒其所受离心力及破碎巨 石[1.1米×1.1米或0.85米×0.85米]时所受巨烈的反冲击力应超过高铁车轴在火 车出站启动或进站停车的冲击力；不同的是破击的锤轴为开式工作；而高铁车轴颈 和轴承配合包容处是封背式工作，当列车以 350km/时开动时，φ800 之车轮及 两端轴承转速同为：2321 转/分（即 38.6835 转/秒）。 此时轴承和轴颈配合处产生摩擦热致几百度的高温）；而轴之非配合处有强 烈的冷移动空气流，特别是在‐（40℃～60℃）冬天。这就使得高铁车轴是在冷 热交织状态下工作。 C、高铁车轴类特钢的研试简程： 从 2007 年开始我公司先后四次去樊阳南车厂、长沙、柳州、贵阳等车站在 做了大量的应用调查研究并向北车大同机车厂获国外公司车轴、车轮尺寸报检记 录及相关技术文件及国内铁道部入围条件、方法等文件。按着按锤轴设计理念， 开始设计了材料成份、设计制造工艺、并进行试验；历经 36 炉反复地的试验； 测试、分析、调整……，时至 2011 年 7 月获得成功。 主要性能：σs=950‐995N/mm 2 ，σb=1010‐1050N/mm 2 ，?σ=15.5‐17.5%； ψ=65.5；αku=170‐184J/cm 2 ，αkv=155‐1634J/cm 2 ；-60℃时，αku=159‐165J/cm 2 , αkv=140‐152J/cm 2 。 在 500℃时，其高温强度：σbR=647‐670N/mm 2 。经查新后于 2012 年 8 月 30 日申报国防发明，2015 年 2 月获批发明。