浅析A型地铁车轮材料

何龙 刘志远 李涛 徐成祥

摘要：A型地铁广泛应用于全国各大城市之中，车轮作为A型地铁的重要组成部分，对于其材料的研究是非常重要而有意义的。本文将A型地铁的车轮材料作为研究对象，对目前所使用的车轮材料进行一定的比较分析。

关键词：A型地铁 车轮 材料对比 材料分析

引言：目前，A型地鐵车轮使用的材质主要包括ER8、ER9、CL60以及CGl0。ER8和ER9：EN13262标准中材料，CL6是TB/T2817标准中材料。而CG10来自于《城市轨道A型车用碾钢整体车轮行业技术规范》（以下简称《规范》），此规范是国内地铁公司以及主要的车轮制造商共同编写的。本文将针对以上几种材料，对其各项参数进行对比，以对今后的材料选择和设计做出一定的指导和参考。

—、性能指标或功能要求

从车轮的各种化学成分上看，每种车轮的化学成分的要求百分比要求上差别不是很大。但是细微的化学成分的调整再加上工艺上控制的不同，车轮的性能也会有一定的区别，本文中车轮的化学成分要求可以在相应的标准中查询得到。

对于车轮的轮辋断裂韧性，标准ENl3262中的材料ER8和ER9。标准TB2817中的材料CL60以及《规范》中的材料CG10并没有规定。但是对于EN13262中的ER8以及ER9却有规定，建议对于没有规定断裂韧性的车轮也增加相应的指标，断裂韧性的数值根据材料硬度进行确定。

对于车轮热处理一致性，现在ER8和ER9有明确的要求，要求相同批号车轮轮缘的极限硬度值不可以超过30HB，而对于CL60和CG10则没有相应的要求。但是建议在生产制造增加极限硬度值不超过30HB的要求。对于车轮的硬度，要参考轨道的硬度进行参数匹配。提高车轮的寿命。

对于低倍组织，CL60和CG10要求为车轮低倍试片上不得有白点、缩孔残余、分层、裂纹、翻皮、异型偏析和金属异物，并且对于一般疏松、中心疏松、偏析和非金属夹杂物也有一定的要求。而对于ER8和ER9则没有相应的要求。建议在生产制造时增加相应的要求。

对于车轮的清洁程度。不同车轮对应的标准都有一定的要求，各个标准的要求也不尽相同。对于标准EN13262中的ER8和ER9，还用速度等级的不同来对车轮的清洁程度进行区别规定。从设计的角度来说，对车轮清洁程度的要求越高，车轮的质量就会越好；但是反过来，从制造的角度来说，对车轮清洁程度的要求越高。车轮的制造成本也会相应的提高。所以，对于车轮清洁程度的要求要综合考虑两方面的影响。在保证车轮质量的前提下尽量放宽对车轮清洁程度的要求。

对于车轮的晶粒度，材料CL60、ER8和ER9并没有相应的要求，而CG10对于车轮的显微组织要求为细珠光体和少量铁素体，不应存在影响车轮使用性能的其他有害组织，同时要求晶粒度不应低于6级。对于没有要求晶粒度的相关材料.建议增加此方面的要求。来提高车轮的质量和性能。

对于车轮的超声波探伤的要求，每种材料对应的标准中都有相应的要求，但是要求不完全相同，再设计车轮时，可以根据对于车轮要求的不同。合理的对于车轮的超声波探伤进行要求，可以在满足车轮运行要求的前提下降低车轮的成本。

对于车轮残余应力要求主要包括两方面的要求：一是车轮的残余应力趋势的要求，是例行试验的要求，对于本文中的ER8、ER9、CL60以及CG10都有相应的要求：二是残余应力分布的检测，是型式试验的要求，对于本文中的ER8、ER9以及CG10也都有相应的要求。对于CL60对应TB/T2817没有相应的要求。对于要求较高的车轮建议增加相应的要求。

二、机械要求

对于车轮的拉伸性能的要求，包括对于轮辋和辐板的要求.其中对于轮辋的要求包括屈服强度、拉伸强度、延伸率，对于辐板的要求包括抗拉强度减少值和延伸率，对于这些要求，本文中的材料都有相应的要求，可以根据标准进行确定。

对于车轮的冲击性能的要求。包括常温冲击要求以及低温冲击要求。常温冲击：在+20℃时使用U型槽口的试件冲击试验的平均值以及最低值的要求。此要求对于本文中的材料都有要求：低温冲击：在20℃时使用V型槽口的试件冲击试验的平均值以及最低值的要求，材料ER8和ER9都有相应的要求，对于CL60和CG10没有相应的要求，建议在生产制造工程增加相应的要求，试验值的大小可以考虑和同等硬度值的材料进行选取。

三、结论

以上就是对于几种车轮材料参数以及性能的简单分析。每种参数和性能还有相关的性能试验，在对应的标准中也有相应的规定，可以进行参考。总结一下，对于各种参数的要求越高，车轮的性能相应的会越好，成本相应的也会增高；降低一些参数的要求，车轮的性能会相应的变差。但是成本会相应的降低；所以，要综合考虑性能和成本之间的关系，在生产制造时给定一定的参数标准对车轮进行管控。在保证性能的前提下降低车轮的成本。