ICSXXXXXX

CCSXX

T/SXJPxxx—20xx

代替T/SXJPxxx—xxxx

城軌車輛用輾鋼整體車輪

Soildforgedandrolledwheelsforurbanrailapplications

（送審稿）

xxxx-xx-xx發(fā)布xxxx-xx-xx實施

T/SXJP×××—××××

城軌車輛用輾鋼整體車輪

1范圍

本文件規(guī)定了城軌車輛用輾鋼整體車輪技術要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、包裝、貯存、

標準及質量證明書。

本文件適用于“山西精品”城軌車輛用輾鋼整體車輪的認證和監(jiān)管活動CL60材質城軌車

輪的生產、檢驗和銷售。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內容通過文件的規(guī)范性引用而構成本文必不可少的條款。其中，注日期的引用

文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改

單）適用于本文件。

GB/T223鋼鐵及合金化學分析方法

GB/T228.1金屬材料室溫拉伸試驗方法

GB/T229金屬材料夏比擺錘沖擊試驗方法

GB/T231.1金屬布氏硬度試驗第1部分：試驗方法

GB/T1182形狀和位置公差通則、定義、符號和圖樣表示法

GB/T4161金屬材料平面應變斷裂韌度KⅠc試驗方法

GB/T4336碳素鋼和中低合金鋼火花源原子發(fā)射光譜分析方法(常規(guī)法)

GB/T6394金屬平均晶粒度測定法

GB/T10561鋼中非金屬夾雜物含量的測定--標準評級圖顯微檢驗法

GB/T13298金屬顯微組織評定方法

GB/T20066鋼和鐵化學成分測定用試樣的取樣和制樣方法

GB/T20123鋼鐵總碳硫含量的測定高頻感應爐燃燒后紅外吸收法（常規(guī)方法）

GB/T20125低合金鋼多元素的測定電感耦合等離子體發(fā)射光譜法

JB/T10174鋼鐵零件強化噴丸的質量檢驗方法

TB/T2817-2018鐵路貨車用輾鋼整體車輪

1

TB/T3031-2002鐵路用輾鋼整體車輪徑向全截面低倍組織缺陷的評定

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1

城軌urbanrail

城際軌道交通或城市軌道交通，專門服務于城市內部或相鄰城市之間的軌道交通運輸系

統(tǒng)。

3.2

輪輞rim

車輪與鋼軌互相配合的部分。

3.3

輪轂hub

車輪與車軸互相配合的部分。

3.4

輻板web

連接輪輞和輪轂的部分。

3.5

踏面flange

車輪與鋼軌的接觸面。

3.6

輪緣hub

車輪踏面上保持車輛沿鋼軌運行，防止脫軌的突出圓弧部分。

4要求

4.1車輪鋼坯

4.1.1車輪鋼坯應采用連鑄或模鑄的方法制造，經爐外精煉和真空脫氣處理。鋼水中氫含量

應不大于2.0×10-6。

4.1.2車爐鋼坯使用模鑄鋼錠時，鋼錠應切除冒口及底部，切除量應足以消除鋼錠兩端影響

車輪質量的有害部分。鋼坯表面不應有影響車輪質量的缺陷。

4.1.3車輪鋼材質為CL60，化學成分見表1。

2

表1車輪鋼化學成分（熔煉分析）

質量分數(shù)

%

CSiMnPSCrCuMoNiVCr+Mo+Ni

0.58~0.17~0.50~

≤0.015≤0.015≤0.30≤0.25≤0.08≤0.25≤0.15≤0.50

0.650.370.80

4.2車輪制造

4.2.1車輪應經整體鍛造和軋制成型，在熱成形加熱時，應防止鋼坯過熱、過燒。

4.2.2車輪輪輞應進行淬火和回火處理，淬火時應防止輻板進水。

4.2.3車輪成品的化學成分分析與熔煉分析允許偏差應符合表2的規(guī)定。

表2化學成分允許偏差

允許偏差（質量分數(shù)）

%

CSiMnPSCrCuMoNiV

+0.03+0.03+0.03+0.005+0.005+0.03+0.03+0.02+0.03+0.01

-0.02-0.02-0.030000000

成品化學成分允許偏差是指車輪成品的化學成分與表1規(guī)定的偏差。

4.3力學性能

4.3.1拉伸性能

車輪輪輞及輻板拉伸性能見表3。

表3拉伸性能

輪輞輻板

ab

上屈服強度ReH抗拉強度Rm延伸率A4斷面收縮率ZRm減小值延伸率A5

MPaMPa%%MPa%

≥600≥980≥10≥14≥120≥14

a

如果沒有明顯的屈服強度出現(xiàn)，應確定應力Rp0.2。

b同一車輪上相對于輪輞抗拉強度的減小值。

4.3.2沖擊性能

沖擊試驗要求值見表4。車輪輪輞及輻板沖擊試驗溫度為+20℃，采用U形缺口，深度為2mm

的試樣。

表4沖擊性能

單位為焦耳

輪輞輻板

KV2（-20℃）KU2（+20℃）

平均值最小值平均值最小值

≥20≥14≥16≥11.2

3

4.3.3輪輞斷面硬度

車輪輪輞踏面下35mm處布氏硬度最小值應不小于280HBW，輪輞——輻板過渡處（圖3

點A）的硬度值應至少比踏面下35mm處測得的硬度最小值低10HB。

4.3.4輪輞表面硬度及其均勻性

熱處理后，每件車輪進行輪輞表面硬度測試，試驗可以在機加工前進行，表面硬度值應

為290～341HBW。布氏硬度壓痕可以留在輪輞表面。同一熱處理批的車輪硬度值的最大差不

應超過30HB。同一車輪的輪輞上測試的硬度值變動應在20HBW的范圍。

4.3.5斷裂韌性

采用踏面制動的車輪應進行輪輞斷裂韌性試驗。要求斷裂韌性平均值≥55MPa·m1/2，最小

值≥50MPa·m1/2。

4.4殘余應力

4.4.1車輪熱處理應在輪輞內產生周向殘余壓應力區(qū)，并應同時保證使用性能。

4.4.2使用切割法測量殘余應力趨勢，在輪輞外側面上位于輪輞厚度中心處做兩個相距100m

的標記，然后從輪緣頂部開始直達輪轂孔進行徑向切割，切縫應在兩個標記點中間，通過測

量兩個標記點之間距離的縮減來檢驗壓應力的存在。內部應力釋放后，兩標記點之間距離的

縮小值應在1mm～5mm的范圍內。

4.5顯微組織、晶粒度及非金屬夾雜物

4.5.1車輪輪輞熱處理后，其顯微組織應為細珠光體+鐵素體。不應存在影響車輪使用性能

的其他有害組織。車輪輪輞晶粒度不應低于6級。

4.5.2車輪非金屬夾雜物級別見表5。

表5非金屬夾雜物級別

非金屬夾雜物級別

夾雜物類型粗系細系

（最大）（最大）

A（硫化物類）2.02.0

B（氧化鋁類）1.01.0

C（硅酸鹽類）2.02.0

D（球狀氧化物類）2.02.0

4.6低倍組織

車輪低倍試片上不應有白點、縮孔殘余、分層、裂紋、翻皮、異型偏析、異金屬夾雜等。

一般疏松、中心疏松和偏析分別不應嚴重于TB/T3031中圖1、圖2和圖3的限定。

各型非金屬夾雜物應小于等于2級。

4

4.7內部完整性

4.7.1驗收標準

車輪內部完好性應通過超聲波探傷檢測確定。標準缺陷為具有不同直徑的平底孔，要求

見表6。

表6標準缺陷直徑

單位為毫米

探傷部位平底孔直徑

輪輞2

輻板3和5

輪轂3和5

4.7.2輪輞

不應有大于或等于Φ2mm規(guī)定的平底孔當量大小的缺陷。軸向檢驗時，回波衰減不應高

于4dB。

4.7.3輻板

不應有：

a）10個以上大于或等于ф3mm平底孔當量缺陷；

b）大于或等于ф5mm平底孔當量缺陷。

兩個允許存在的缺陷之間的距離至少應為50mm。

4.7.4輪轂

在端面掃查時，回波衰減應小于6dB。同時不應有以下缺陷：

a）3個以上大于等于Φ3mm平底孔當量缺陷；

b）大于或等于Φ5mm平底孔當量缺陷。

兩個允許存在的缺陷之間的距離至少應為50mm。

4.8表面完好性

4.8.1車輪表面完好性應通過磁粉探傷進行確定。磁粉探傷檢測范圍為整個車輪表面（踏面

和輪轂孔除外）。

4.8.2車輪磁粉探傷檢測應在最終機加工后、拋丸和防銹處理前。

4.8.3車輪表面不應存在裂紋。不連續(xù)性磁痕顯示可以用機械加工或磨削的方法去除，去除

后的車輪需重新進行磁粉探傷。

4.8.4應對最終的成品車輪進行剩磁檢查，其剩磁不應大于0.7mT。

4.9噴丸強化

5

4.9.1車輪是否進行噴丸強化應根據具體輪型確定。如需進行噴丸處理應經供需雙方約定。

4.9.2噴丸應在輻板機械加工和磁粉探傷之后進行。噴丸區(qū)域為車輪輻板的內外側面，并延

伸至輪輞內外側面圓弧中點和輪轂內外圓弧處的中點。

4.9.3噴丸不應損害車輪裝配部位和標記，必要時噴丸時應采取相應的防護措施。輪輞和輪

轂的外觀不應因噴丸而導致拒收。

4.9.4在正向輻板設計車輪的輻板外側面靠近輪轂圓弧面處和輻板內側面靠近輪輞圓弧處，

以及反向輻板設計車輪的輻板外側面靠近輪輞圓弧面處和輻板內側面靠近輪轂圓弧處的C型

標準弧高度試片應產生不小于0.20mm的平均弧高。

4.9.5最短噴丸時間應足以保證噴丸表面達到C型標準弧高度試片100％表面覆蓋率，表面覆

蓋率的定義參見JB/T10174。

4.10殘余靜不平衡

4.10.1精加工車輪的最大殘余靜不平衡值要求見表7。車輪最大殘余靜不平衡值也可根據具

體產品確定。

表7靜不平衡值

運行速度靜不平衡

標記符號

km/hg·m

120＜v≤160≤75E2

v≤120≤125E3

4.10.2殘余靜不平衡的標志應在車輪內側輪轂外表面上用徑向色帶（約15mm寬、40mm長）

標明，殘余靜不平衡標記打印在條帶端部，不應使用帶尖角的字模。

4.10.3不平衡的清除方法參見TB/T2817-2018。

4.11表面狀態(tài)及表面質量

4.11.1車輪根據圖樣要求進行加工，車輪型式尺寸、形位公差及表面粗糙度應符合設計圖

樣的規(guī)定。除本文件規(guī)定位置應有標記以外，車輪表面不應顯示有任何標記。

4.11.2車輪表面不應有結疤、折疊、裂紋、壓入物、缺肉、毛刺、黑皮等缺陷。車輪表面

不應用鑄、焊、噴涂、電或化學沉積等工藝修整，可采用局部磨削或機械加工的方法消除表

面缺陷，修磨的凹痕處表面應向周圍表面圓滑過渡，其深度不應超過3mm，修整后的斷面尺

寸不應小于最小允許的斷面尺寸。

5試驗方法

5.1化學成分

5.1.1熔煉成分

6

車輪鋼的熔煉化學分析，每爐至少取一個試樣，取樣及試驗分析應分別按照GB/T20066

和GB/T223或GB/T4336規(guī)定的方法進行。氫含量的分析應按照TB/T2817-2018中規(guī)定的任一

方法進行。

5.1.2成品檢驗

成品車輪化學分析應在滾動位置踏面下30mm處取不少于50g的鋼屑試樣，其分析方法按

照GB/T223的規(guī)定進行，也可按照GB/T20123、GB/T20125規(guī)定的方法進行。當采用直讀光

譜分析時，可在輪輞拉伸試樣端部取試塊，試驗按照GB/T4336規(guī)定的方法進行。當出現(xiàn)異議

時，按照GB/T223規(guī)定的方法進行仲裁。

5.2力學性能

5.2.1拉伸試驗

取樣位置

拉伸試樣應在車輪輪輞和輻板處取樣，取樣位置見圖1。

單位為毫米

說明：

1——輪輞拉伸試樣；

2——輻板拉伸試樣。

圖1拉伸試樣取樣位置

檢驗方法

拉伸試驗按照GB/T228.1規(guī)定的方法進行。輪輞拉伸試樣平行長度內直徑為15mm，原始

標距為其直徑的4倍。輻板拉伸試樣平行長度內直徑為10mm，原始標距為其直徑的5倍。

5.2.2沖擊試驗

取樣位置

沖擊試驗取樣位置見圖2。

檢驗方法

沖擊試驗應按照GB/T229規(guī)定的方法進行。

7

單位為毫米

注：輪輞、輻板沖擊試樣缺口朝向外側面。

圖2沖擊試樣取樣位置

5.2.3輪輞斷面硬度

測試位置

如圖3所示，在輪輞徑向斷面上測試4點硬度。

單位為毫米

說明：

1——滾動圓直徑；

圖3輪輞徑向斷面硬度測試位置

檢驗方法

試驗應按照GB/T231.1規(guī)定的方法進行。測試壓頭直徑為10mm。

5.2.4輪輞表面硬度

測試位置

8

輪輞表面硬度測試應在車輪輪輞外側面上與踏面連接倒角下沿5mm～25mm處，同一車輪

表面硬度均勻性應在輪輞沿周向均勻分布的3個點上測試，測試位置如圖4。

單位為毫米

說明：

1——輪輞外側面與踏面連接倒角下沿；

2——表面硬度測試區(qū)域。

圖4輪輞表面硬度測試位置

檢驗方法

試驗應按照GB/T231.1規(guī)定的方法進行。測試壓頭直徑為10mm。

5.2.5斷裂韌性

取樣位置

應從輪輞上如圖5所示位置取3個試樣，試樣應沿輪輞圓周方向均勻分布。采用GB/T4161

標準中山形缺口CT30試樣。

單位為毫米

說明：

1——滾動圓直徑；

2——斷裂韌性試樣。

圖5輪輞斷裂韌性取樣位置

9

檢驗方法

檢驗方法按照GB/T4161標準的規(guī)定進行。

5.3殘余應力

5.3.1試樣

試樣應為熱處理后的整個車輪。

5.3.2檢驗方法

檢驗時，應在輪輞外側面上位于輪輞厚度的中心處做兩個相距100mm的標記，然后從輪

緣頂部開始直達輪轂孔進行徑向切割，切縫應在兩個標記中間，通過測量兩個標記之間距離

的縮小值來檢驗壓應力的存在。

5.4顯微組織、晶粒度及非金屬夾雜物

5.4.1取樣位置

顯微組織和晶粒度檢驗面應為輪輞橫斷面，見圖6a）。非金屬夾雜物檢驗試樣取樣位置見

圖6b），檢驗面應平行于輪輞外側面。

單位為毫米

a）b）

說明：

1——滾動圓；

2——觀察面。

圖6顯微組織、晶粒度和非金屬夾雜物檢驗位置

5.4.2檢驗方法

顯微組織檢驗按照GB/T13298規(guī)定的方法進行。

晶粒度的評定按照GB/T6394規(guī)定的方法進行。

非金屬夾雜物的檢驗按照GB/T10561規(guī)定的方法A進行。

5.5低倍組織

5.5.1試驗位置

車輪低倍檢驗試樣為車輪半徑方向整個橫截面。

10

5.5.2檢驗方法

車輪低倍試樣按照TB/T3031規(guī)定的方法進行檢驗和評定。

5.6內部完整性

超聲波檢測方法按照TB/T2817-2018規(guī)定的方法進行。

5.7表面完好性

磁粉檢測方法按照TB/T2817-2018規(guī)定的方法進行。

5.8噴丸強化

5.8.1噴丸強度按照JB/T10174進行檢驗。

5.8.2應用附在一個檢驗車輪上的C型標準弧高度試片來測定弧高，且每班或8h至少測一次

弧高。

5.8.3復驗如果某次檢驗達不到0.20mm的C型標準弧高度試片弧高的要求，則可以進行兩次

復驗，復驗數(shù)據不應小于0.20mm。算出兩次復驗數(shù)據與該次檢驗數(shù)據的平均值，不應小于

0.20mm。

5.8.4如果測定值不能滿足5.8.3規(guī)定，則應采取糾正措施，并在進行生產性噴丸前獲得合格

的測定值。如果不合格檢驗的平均弧高是0.16mm～0.19mm，則在上次合格檢驗和這次不合格

檢驗之間的時間內噴丸的后二分之一車輪應重新噴丸，噴丸時間應至少為正常噴丸時間的二

分之一。如果平均弧高小于0.16mm，則在上次檢驗合格之后噴丸的所有車輪應重新噴丸，噴

丸時間為正常噴丸時間。

5.9殘余靜不平衡

殘余靜不平衡測量裝置和方法應由買方認可。

5.10表面狀態(tài)及表面質量

經全加工后的車輪尺寸、表面粗糙度及表面質量的檢驗方法及檢測器具應由買方認可。

6檢驗規(guī)則

6.1抽樣

車輪按批進行抽樣檢驗。每批應由同一熔煉爐號、同一熱處理狀態(tài)及同一型號的車輪組

成，每批車輪的數(shù)量不應大于250個。每批車輪檢驗要求及頻次見表8。

6.2判定規(guī)則

6.2.1型式試驗

在下列情況下首批車輪應進行型式試驗，檢驗內容為表8中的全部檢驗項目：

a）新產品定型時；

b）制造工藝、結構、材質等發(fā)生重大變化時；

11

c）停產1年以上，重新投入批量生產時；

d）生產場地發(fā)生變更時。

產品檢驗結果符合全部型式試驗項點的要求后，方可批量生產。

6.2.2例行試驗

每批生產的車輪應進行例行試驗，試驗項點及頻次見表8。

表8檢驗要求

序號檢驗類型試驗和檢驗項目檢驗狀態(tài)試驗單元每批抽樣數(shù)

熔煉分析

1x,y化學成—c每包鋼水

分（包括氫含量）

2x,y成品分析dc,h1個

3x,y輪輞dc,h1個

拉伸

4x,y輻板dc,h1個

5x,y+20℃輻板沖擊dc,h1個

6x,y+20℃輪輞沖擊dc,h1個

7x,y斷面硬度dc,h1個

8x,y表面硬表面硬度及批次均勻性dc,h100%

9y度同一車輪均勻性dw—

10y斷裂韌性d,ec,h1個

11x,y殘余應力趨勢dc,h1個

12x,y顯微組織dc,h1個

13x,y非金屬夾雜物dc,h1個

14x,y晶粒度dc,h1個

15x,y低倍組織dc1個

16x,y輪輞dw100%

超聲波

輪轂

17y探傷d—20%

18y輻板d—100%

19x,y磁粉探傷dw100%

20x,y剩磁fw100%

21x,y殘余靜不平衡fw100%

22x,y外觀及表面質量fw100%

23x,y尺寸極限偏差及形位公差fw按6.4.1

注：c－同一熔煉爐號的車輪；d－試驗應在規(guī)定的熱處理之后進行；

f－試驗在最終交貨狀態(tài)下進行；h－同一熱處理批的車輪；

w－以一個車輪為一個試驗單元；e－僅對踏面制動車輪；

x－例行試驗項目；y－型式試驗項目。

6.3內在質量判定

6.3.1當車輪的成品化學成分不符合允許偏差時，可在同批其他車輪上取雙倍試樣，復驗結

果只要有一項不合格，則該批車輪不合格。

6.3.2當?shù)捅督M織中發(fā)現(xiàn)有白點、有害異型偏析，則該批車輪不合格；低倍組織因其他項目

不合格時，可在同批其它車輪上取雙倍試樣進行復驗。復驗結果只要有一項不合格，則該批

車輪不合格。

6.3.3當非金屬夾雜物檢查不合格時，可在同批其他車輪上取雙倍試樣進行非金屬夾雜物復

驗。復驗結果只要有一項不合格，則該批車輪不合格。

12

6.3.4當拉伸、斷面硬度、沖擊、斷裂韌性、金相組織和晶粒度檢驗不合格時，可在同批次

其他車輪上取雙倍試樣，復驗結果只要其中有一項不合格，該批車輪不合格。制造廠可對該

批車輪進行重新熱處理，但重復熱處理次數(shù)不得多于兩次，回火次數(shù)不計。

6.3.5如車輪的表面硬度不符合4.3.4的要求時，應在距原測點兩側各25mm處作兩次額外的

硬度檢測，如兩側的結果都符合4.3.4的要求，仍可認為該車輪符合規(guī)定要求。否則可以重新

進行熱處理，但重新熱處理的次數(shù)不應多于兩次，并按上述規(guī)定再作檢驗。

6.4外觀質量判定

6.4.1尺寸偏差檢驗

車輪尺寸偏差應符合圖紙要。尺寸檢驗按以下要求進行：

a）滾動圓直徑、輪輞寬度、輪轂孔徑、輪轂長度、輪緣和踏面外形應逐件測量；

b）輪輞外側內徑、輪輞內側內徑、同側輪輞厚度差、輪轂內側外徑、輪轂外側外徑、

同側輪轂壁厚差、內側輞轂距、輻板厚度、輻板輪廓應每班開班或每工作8小時至少