本公開涉及鐵道車輪及鐵道車輛所使用的輪軸。

背景技術(shù)：

1、鐵道車輛在構(gòu)成線路的軌道上行駛。鐵道車輛具備多個鐵道車輪。鐵道車輪支承鐵道車輛，與軌道接觸地在軌道上旋轉(zhuǎn)的同時進行移動。因此，在鐵道車輪負載有由滾動接觸引起的重復應(yīng)力。

2、將鐵道車輪的、與軌道的頭頂面接觸的面稱為踏面。作為鐵道車輛的制動方式的一種，已知有踏面制動。踏面制動是這樣的制動方式：通過將閘瓦按壓于鐵道車輪的踏面，從而在踏面和閘瓦之間產(chǎn)生摩擦力，利用該摩擦力對鐵道車輛進行制動。在利用踏面制動對鐵道車輛進行制動的情況下，在踏面和閘瓦之間產(chǎn)生摩擦熱。

3、對于鐵道車輪，除了賦予由滾動接觸引起的重復應(yīng)力以外，還在鐵道車輛制動時被賦予摩擦熱。存在鐵道車輪因重復應(yīng)力和摩擦熱而產(chǎn)生裂紋的情況。若裂紋伸展，則存在鐵道車輪破損的可能性。因此，尋求一種能夠抑制裂紋的鐵道車輪。

4、能夠抑制裂紋的鐵道車輪例如在日本特開平10－119503號公報(專利文獻1)和日本特表2001－517177號公報(專利文獻2)中提出。

5、專利文獻1所公開的鐵道車輪是輪輞部位移到比輪轂部靠軌道外側(cè)的位置的形狀的鐵道車輛用一體軋制車輪。該鐵道車輪的特征在于，在將從輪輞部圓角的凸緣側(cè)曲線末端附近的板部板厚中央和輪轂部圓角的凸緣相反側(cè)曲線末端附近的板部板厚中央分別向軸心垂下的垂線間的尺寸設(shè)為輪輞部相對于輪轂部的位移量δ，將從輪輞部圓角的凸緣側(cè)曲線末端附近的板部板厚中央和輪輞部內(nèi)徑的軸線方向中央分別向軸心垂下的垂線間的尺寸設(shè)為輪輞側(cè)板部的位移量λ時，位移量λ為5mm以上，位移量δ為40mm以上。在專利文獻1中，通過增大板部的位移量δ來抑制在板部產(chǎn)生的熱應(yīng)力。由此，在專利文獻1中記載為：能獲得相對于由在鐵道車輪的踏面、凸緣面產(chǎn)生的熱裂紋引起的破損等而言的性能優(yōu)異的鐵道車輪。

6、專利文獻2所公開的鐵道車輪在有可能產(chǎn)生裂紋的部分形成有至少1個凹部，在該凹部形成有至少1個表面覆蓋層。表面覆蓋層由母材和添加物質(zhì)構(gòu)成。母材特別是通過基于激光照射的熱照射而熔融，同時向熔融物供給添加物質(zhì)，對鐵道車輪賦予與母材不同的特性。表面覆蓋層在凹部內(nèi)作為彼此相鄰地填埋凹部的許多個線狀體而形成，而且表面覆蓋層的外表面被精加工為與相鄰的母材的外表面一致的高度。在專利文獻2中，通過激光照射而在有可能產(chǎn)生裂紋的部分形成表面保護層。由此，在專利文獻2中記載為：能夠防止表面疲勞和裂紋產(chǎn)生，同時防止自正圓的偏移和腐蝕。

7、現(xiàn)有技術(shù)文獻

8、專利文獻

9、專利文獻1：日本特開平10－119503號公報

10、專利文獻2：日本特表2001－517177號公報

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、發(fā)明要解決的問題

2、另外，到在鐵道車輪產(chǎn)生的裂紋達到破損為止，有以下的階段。第1階段是裂紋產(chǎn)生階段。像上述那樣，在踏面負載有由與軌道的滾動接觸引起的重復應(yīng)力。并且，在鐵道車輛制動時，在踏面產(chǎn)生由與閘瓦的摩擦引起的摩擦熱。由于除了由滾動接觸引起的重復應(yīng)力以外還負載有摩擦熱，因此在踏面產(chǎn)生裂紋。

3、第2階段是裂紋伸展階段。在踏面產(chǎn)生的裂紋與踏面平行或從踏面朝向鐵道車輪的內(nèi)部伸展。若在鐵道車輪的表層裂紋伸展的驅(qū)動力較高，則裂紋易于伸展。

4、第3階段是破損階段。裂紋伸展，鐵道車輪破損。若鐵道車輪破損，則鐵道車輪的壽命縮短。

5、專利文獻1所公開的鐵道車輪抑制在板部產(chǎn)生的熱應(yīng)力。由此，抑制在鐵道車輪的踏面產(chǎn)生的熱裂紋。專利文獻2所公開的鐵道車輪在有可能產(chǎn)生裂紋的部分形成表面保護層。由此，抑制裂紋產(chǎn)生。也就是說，在專利文獻1和專利文獻2中，考慮主要對抑制第1階段的裂紋的產(chǎn)生進行研究。

6、利用專利文獻1和專利文獻2所公開的鐵道車輪能夠抑制裂紋的產(chǎn)生。但是，在專利文獻1和專利文獻2所公開的鐵道車輪中，存在難以抑制產(chǎn)生的裂紋的伸展的情況。

7、本公開的目的在于，提供能夠抑制裂紋的伸展的鐵道車輪及具備能夠抑制裂紋的伸展的鐵道車輪的鐵道車輛用輪軸。

8、用于解決問題的方案

9、本公開的鐵道車輪包括：

10、輪轂部，其構(gòu)成所述鐵道車輪的內(nèi)周部，具有用于插入鐵道車輛的車軸的貫通孔；

11、輪輞部，其構(gòu)成所述鐵道車輪的外周部，包含與所述鐵道車輛行駛的軌道的頭頂面接觸的踏面和在所述鐵道車輪的半徑方向上突出到比所述踏面靠外側(cè)的位置的凸緣；以及

12、環(huán)狀的板部，其連接所述輪轂部和所述輪輞部，

13、在包含所述踏面的所述輪輞部表層中，

14、彈性極限σ0為430mpa以上，初始隨動硬化系數(shù)c為130gpa以上，隨動硬化系數(shù)減少率γ為400以下。

15、其中，初始隨動硬化系數(shù)c和隨動硬化系數(shù)減少率γ滿足式(1)。

16、【數(shù)學式1】

17、

18、本公開的鐵道車輛用輪軸包括：

19、上述的第1鐵道車輪和第2鐵道車輪；以及

20、所述車軸，其插入到所述第1鐵道車輪和所述第2鐵道車輪的所述貫通孔，沿所述第1鐵道車輪和所述第2鐵道車輪的旋轉(zhuǎn)軸方向延伸。

21、發(fā)明的效果

22、本公開的鐵道車輪能夠抑制裂紋的伸展。本公開的鐵道車輛用輪軸能夠抑制鐵道車輪的裂紋的伸展。

技術(shù)特征：

1.一種鐵道車輪，其包括：

2.一種鐵道車輛用輪軸，其包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供能夠抑制裂紋的伸展的鐵道車輪。本公開的鐵道車輪(100)包括輪轂部(10)、包含踏面(21)和凸緣(22)的輪輞部(20)、以及板部(30)。鐵道車輪(100)在包含踏面(21)的輪輞部(20)表層中，彈性極限σ<subgt;0</subgt;為430MPa以上，初始隨動硬化系數(shù)C為130GPa以上，隨動硬化系數(shù)減少率γ為400以下。初始隨動硬化系數(shù)C和隨動硬化系數(shù)減少率γ滿足式(1)。

技術(shù)研發(fā)人員：黑坂隆太,加藤孝憲,牧野泰三,山本雄一郎,十真望,宮部成央,前島健人,大阪太郎,建部勝利
受保護的技術(shù)使用者：日本制鐵株式會社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19