图1-2说明：某国机车轮标准中，对轮辋硬度、抗拉拉伸试验、辐板拉伸试验规定了取样位置，车轮需要在同材质、同时热处理的情况下，轮辋和辐板两个部位要获得不同甚至相反的特性，轮辋需要高强度硬度，辐板需要低的强度和高的塑性（延伸率）。

原有工艺中淬火加热温度选择860-880℃，回火则采用较低的温度，这样虽然能保证轮辋部位的高的硬度要求，但往往也使辐板的强度超标的风险大增，造成重新热处理，如果重处理仍不合格甚至会整批报废。

该实施例公开了中高碳机车轮的成分设计方案和一种使轮辋辐板获得强韧性配合的热处理方法，技术方案是降低淬火加热温度、提高轮辋淬火冷却速度、降低辐板冷却速度，提高回火温度。

相关标准规定的该车轮钢的化学成分范围为：C为0.57—0.67％，Si≥0.15％，Mn0.60—0.80％，P≤0.03％，S≤0.03％，Cr≤0.25％，Ni≤0.25％，Mo≤0.06，V≤0.10％，Cu≤0.20％。为提高该车轮钢的轮辋强硬度，在标准允许的范围内进行了成分设计，C为0.60—0.67％，Si为0.80-1.00％，Cr为0.18-0.23％。C和Si含量按中上限设计有利于发挥固溶强化效果，Cr能强烈推迟珠光体和铁素体转变，增加钢的淬透性，因此也按中上限设计。为了轮辋和辐板获得不同特性，还必须设计特殊的热处理工艺。

在锻压轧制工序、缓冷工序之后，将车轮工件加热至830-850℃并保温，使轧态组织重新结晶和奥氏体化，进行车轮轮辋踏面淬火，淬火装置采用专利技术“低压大流量喷嘴”，尽量提高轮辋淬火冷却速度以实现轮辋区强硬度，又采用辐板保护的方法尽量降低其空冷速度，最后车轮整体在520℃回火处理。

图3说明：这是马钢的专利技术——低压大流量喷水淬火系统，采用该专利技术能保证踏面及轮辋磨耗区的淬火硬度均匀性，并可缩短淬火冷却时间，减少淬火对A点及辐板 的组织、性能的影响。

图4—5说明：从组织金相照片可以看出，轮辋磨耗区域的组织为细珠光体 少量铁素体的淬火 回火态组织，组织致密，能够获得高的强度和硬度。而辐板处未受到踏面淬火的影响，组织为正火态组织，因辐板采取了保护，冷却速度缓慢，铁素体充分析出，具有标准所需的较低的强度硬度和高的塑韧性。

优选的实施步骤如下：

①淬火前加热：在锻压轧制工序、缓冷工序之后，将车轮工件加热至830-850℃；保温90分钟，使轧态组织重新结晶和奥氏体化。

②淬火：淬火装置采用专利技术“低压大流量喷嘴”，既保证淬火冷却速度以实现轮辋区淬火硬度。

③辐板保护：对辐板部位采取特殊保护，防止在空气中冷速过快，使强度超标韧性降低。

④回火：回火温度为520±10℃，消除辐板部位的残余拉应力，部分消除轮辋部分的残余压应力，稳定组织，提高韧性。

对中高碳钢机车车轮采用上述技术方案，在确保轮辋高强度的前提下，有效降低辐板强度并获得较高的塑韧性，获得优良的车轮整体综合性能，保证了产品的使用安全性和可靠性。以采用《车轮钢以及车轮热处理方法》的热处理工艺的15个炉号的车轮，取样分析结果如下表，各项指标完全符合标准要求的范围。