1．任務(wù)來(lái)源根據(jù)工業(yè)和信息化部辦公廳關(guān)于“關(guān)于印發(fā)2023年第一批行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制修訂和外文版項(xiàng)目計(jì)劃的的通知”（工信廳科〔2023〕18號(hào)）的精神，由山西太鋼不銹鋼股份有限公司、太原重工軌道交通設(shè)備有限公司和冶金工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)信息研究院共同負(fù)責(zé)制訂《動(dòng)車組車輪用鋼》冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)劃編號(hào)為2023-0226T-YB，項(xiàng)目計(jì)劃2024年完成。2、標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象簡(jiǎn)要情況鐵路高速動(dòng)車組車輪用鋼生產(chǎn)是高速輪軌鐵路發(fā)展的核心技術(shù)之一。長(zhǎng)期以來(lái)國(guó)內(nèi)沒(méi)有工廠批量生產(chǎn)我國(guó)動(dòng)車組車輪用鋼材料，國(guó)內(nèi)主要從意大利LUCCHINI、德國(guó)BVV、日本住友進(jìn)口動(dòng)車組車輪，國(guó)外廠家處于絕對(duì)壟斷地位。目前我國(guó)國(guó)產(chǎn)動(dòng)車組車輪用鋼生產(chǎn)廠家主要有太鋼和馬鋼，其中馬鋼可以按照連鑄圓坯工藝生產(chǎn)，而太鋼能夠按生產(chǎn)連鑄圓坯以及模鑄圓錠兩種工藝生產(chǎn)。2012年3月鐵道部組織250Km/h動(dòng)車組輪軸研發(fā)，2017年3月太鋼模鑄冶煉太重輾軋成輪試制的國(guó)產(chǎn)D1牌號(hào)高鐵車輪和馬鋼D1牌號(hào)高鐵動(dòng)車組車輪均完成累積60萬(wàn)公里考核，為時(shí)速350公里自主化車輪奠定基礎(chǔ)。2014年9月完成D2車輪和DZ2車軸研發(fā)并通過(guò)鐵總裝車方案評(píng)審，2016年7月太鋼“連鑄+模鑄”冶煉太重輾軋成輪試制的國(guó)產(chǎn)化D2牌號(hào)高鐵車輪和馬鋼連鑄坯輾軋成輪的國(guó)產(chǎn)化D2牌號(hào)高鐵車輪均完成累積60萬(wàn)公里考核，截止2023年9月20日馬鋼軌交材料科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“馬鋼交材”）以及太重國(guó)產(chǎn)化D2牌號(hào)高鐵車輪最長(zhǎng)服役里程約377.6萬(wàn)公里并且總體表現(xiàn)良好。目前，國(guó)內(nèi)動(dòng)車組車輪材料已開(kāi)發(fā)成功，并完成批量裝車考核應(yīng)用，替代進(jìn)口成為現(xiàn)實(shí)。太鋼開(kāi)發(fā)的國(guó)產(chǎn)化動(dòng)車組車輪用鋼（包括模鑄錠及連鑄坯）交貨狀態(tài)為緩冷或退火狀態(tài)，目前生產(chǎn)較為穩(wěn)定。表1國(guó)產(chǎn)化動(dòng)車組車輪用D1及D2鋼主要實(shí)物技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)圓坯低倍（級(jí)）中心疏松縮孔中心裂紋中間裂紋皮下裂紋皮下氣泡0～2.00～2.00000車輪低倍一般疏松中心疏松偏析非金屬夾雜物白點(diǎn)、殘余縮孔、分層翻皮、裂紋、異型偏析、異金屬夾雜不超界限不超界限不超界限0無(wú)車輪金相（級(jí)）A類(硫化物)B類(氧化鋁夾雜)C類(硅酸鹽夾雜)D類(球狀氧化物)aB+C+DDS類(單顆粒類夾雜)細(xì)系粗系細(xì)系粗系細(xì)系粗系細(xì)系粗系細(xì)系粗系0-1.50-1.50-1.00-1.00-1.00-1.00-1.00-1.00-2.50-2.00-1.5車輪探傷1、“輪輞＜Φ1mm平底孔當(dāng)量缺陷”探傷質(zhì)量等級(jí)的合格率95～99%；2、“輪輞＜Φ1mm-4dB平底孔當(dāng)量缺陷”探傷質(zhì)量等級(jí)的合格率95～99%a采用規(guī)定最小硫含量0.003%制造工藝，Dsulf不參與評(píng)級(jí)。3、編制和協(xié)作單位本標(biāo)準(zhǔn)由山西太鋼不銹鋼股份有限公司牽頭，參加的單位包括：冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院等（暫未列全）。4．主要工作過(guò)程起草(草案、調(diào)研)階段：計(jì)劃下達(dá)后，首先成立了標(biāo)準(zhǔn)編制工作組。工作組采集了2012年以來(lái)研發(fā)D1、D2牌號(hào)動(dòng)車組車輪用鋼的大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)，以中國(guó)鐵路總公司企標(biāo)Q/CR638-2018《動(dòng)車組車輪》為依據(jù)，通過(guò)與鐵科院及太重合作對(duì)日歐高鐵車輪實(shí)物和標(biāo)準(zhǔn)的比較研究，結(jié)合生產(chǎn)試驗(yàn)過(guò)程的數(shù)據(jù)以及動(dòng)車組車輪制造與運(yùn)用行業(yè)的要求，于2023年10月完成了生產(chǎn)數(shù)據(jù)的收集，并基本確定了產(chǎn)品主要技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)。2024年2月，編制組完成了標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)稿的編制工作。征求意見(jiàn)階段：2024年2月，由全國(guó)鋼標(biāo)委型鋼分委員會(huì)秘書(shū)處將標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)稿和編制說(shuō)明發(fā)送到型鋼分委員會(huì)委員及有代表性的標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)方廣泛征求意見(jiàn)，同時(shí)在《鋼鐵標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)》網(wǎng)站上公開(kāi)征求社會(huì)意見(jiàn)。到截止日期，共收到×條意見(jiàn)或建議(見(jiàn)《意見(jiàn)匯總處理表》)。審查階段:2024年×月×日，全國(guó)鋼標(biāo)委型鋼分委員會(huì)秘書(shū)處組織標(biāo)準(zhǔn)審定會(huì)。報(bào)批階段:工作組按照會(huì)議審查意見(jiàn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)送審稿作了進(jìn)一步的修改、整理和完善后上報(bào)標(biāo)準(zhǔn)主管部門。5.標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象簡(jiǎn)要情況及編制標(biāo)準(zhǔn)的原則5.1標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象簡(jiǎn)要情況5.2編制標(biāo)準(zhǔn)的原則5.2.1與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)體系協(xié)調(diào)一致的原則。該標(biāo)準(zhǔn)的牌號(hào)及表示方法、成分、術(shù)語(yǔ)等與國(guó)標(biāo)保持一致，有利于供需雙方訂貨時(shí)使用，避免產(chǎn)生歧義。5.2.2滿足用戶需求的原則，力爭(zhēng)達(dá)到“科學(xué)、合理、先進(jìn)、適用”。充分考慮目前市場(chǎng)上的國(guó)產(chǎn)化動(dòng)車組車輪用鋼加工企業(yè)的共性需求及行業(yè)加工特點(diǎn)，技術(shù)項(xiàng)目和指標(biāo)數(shù)據(jù)要求達(dá)到全面、科學(xué)、合理。5.2.3標(biāo)準(zhǔn)制定具有一定的前瞻性標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)，應(yīng)考慮到國(guó)產(chǎn)化動(dòng)車組車輪用鋼材料的發(fā)展方向。5.2.4參考標(biāo)準(zhǔn)本標(biāo)準(zhǔn)參考了Q/CR638-2018《動(dòng)車組車輪》、GB/T8601-2021《鐵路用輾鋼整體車輪》以及YB/T4149-2018《連鑄圓管坯》。5.2.5標(biāo)準(zhǔn)編寫格式本標(biāo)準(zhǔn)編寫格式按GB/T1.1-2020給出的原則進(jìn)行編寫。6主要起草人及其所承擔(dān)工作簡(jiǎn)要說(shuō)明6.1主要起草人暫空。6.2主要起草人所承擔(dān)的標(biāo)準(zhǔn)研究工作。6.2.1收集、對(duì)比相關(guān)國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)，確定為現(xiàn)行有效版本。6.2.2對(duì)實(shí)物質(zhì)量（尺寸外形及其允許偏差、化學(xué)成分、力學(xué)性能、應(yīng)用性能）進(jìn)行測(cè)量、統(tǒng)計(jì)、對(duì)比和分析。6.2.3收集顧客關(guān)注的質(zhì)量指標(biāo)要求。6.2.4編寫本標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)編制說(shuō)明、標(biāo)準(zhǔn)水平對(duì)比分析、意見(jiàn)匯總及處理、實(shí)物質(zhì)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析。6.2.5收集標(biāo)準(zhǔn)中主要技術(shù)指標(biāo)確定所需的理論研究材料和論證材料。6.2.6完成標(biāo)準(zhǔn)的送審、審定及報(bào)批材料。6.2.7策劃標(biāo)準(zhǔn)宣貫工作，落實(shí)標(biāo)準(zhǔn)宣貫方式及人員，編寫標(biāo)準(zhǔn)宣貫材料。7主要技術(shù)內(nèi)容說(shuō)明7.1標(biāo)準(zhǔn)名稱確定為“動(dòng)車組車輪用鋼”。7.2術(shù)語(yǔ)和定義本文件沒(méi)有需要界定的術(shù)語(yǔ)和定義。7.3訂貨內(nèi)容根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)，對(duì)GB/T2101的訂貨內(nèi)容條款進(jìn)行了修改，增加了交貨方式、連鑄坯流號(hào)與支號(hào)以及模鑄錠盤號(hào)與錠號(hào)（順序號(hào)）等規(guī)定。7.4分類及牌號(hào)本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了動(dòng)車組車輪用鋼，包括模鑄錠及連鑄坯，鋼牌號(hào)為D1和D2。7.5尺寸、外形及允許偏差7.5.1連鑄坯連鑄坯尺寸及允許偏差1）連鑄坯直徑及允許偏差表2連鑄坯直徑及允許偏差單位為毫米公稱直徑(d)允許偏差(避開(kāi)扁平區(qū)測(cè)量)350～500±1.2％d注：扁平區(qū)指連鑄過(guò)程中拉矯輥在圓坯表面壓成的平面。2）連鑄坯長(zhǎng)度和允許偏差連鑄坯的通常長(zhǎng)度為6000mm～12000mm。經(jīng)供需雙方協(xié)商，并在合同中注明，亦可按其他長(zhǎng)度交貨。連鑄坯的定尺長(zhǎng)度應(yīng)在通常長(zhǎng)度范圍內(nèi)。長(zhǎng)度不大于8000mm的定尺連鑄坯，其長(zhǎng)度允許偏差為0～+80mm；長(zhǎng)度大于8000mm的定尺連鑄坯，其長(zhǎng)度允許偏差為0～+100mm。非定尺連鑄坯按倍尺交貨，倍尺長(zhǎng)度允許偏差為0～+50mm。連鑄坯外形1）連鑄坯不圓度應(yīng)符合表3的規(guī)定。表3連鑄車輪坯不圓度單位為毫米公稱直徑(d)不圓度a不大于不避開(kāi)扁平區(qū)測(cè)量避開(kāi)扁平區(qū)測(cè)量350～5003.0%d1.5%da不圓度計(jì)算公式：不圓度=dmax-dmin；dmax，dmin分別為實(shí)測(cè)圓坯同一截面直徑的最大值和最小值。2）連鑄坯彎曲度連鑄坯彎曲度≤6mm／m，總彎曲度不得大于全長(zhǎng)的0.6％。3）連鑄坯端面切斜度連鑄坯端面應(yīng)切(割)平齊，其端面切斜度應(yīng)不大于公稱直徑的6％，且最大不超過(guò)15mm。連鑄坯重量連鑄坯按實(shí)際重量交貨。7.5.2模鑄錠模鑄錠尺寸、外形及允許偏差模鑄錠公稱直徑為350～500mm，其尺寸及允許偏差等由供需雙方協(xié)商確定。模鑄錠外形及允許偏差模鑄錠不圓度等由供需雙方協(xié)商確定。模鑄錠重量模鑄錠按實(shí)際重量交貨。7.6技術(shù)要求7.6.1化學(xué)成分本標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)化學(xué)成分主要參照Q/CR638-2018《動(dòng)車組車輪》制定，同時(shí)參考了國(guó)外同類產(chǎn)品實(shí)物水平，并且結(jié)合我國(guó)首發(fā)成功和具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“延性MnS包裹點(diǎn)狀氧化物”控制技術(shù)（即“硫包裹”技術(shù)，其目的是降低氧化物夾雜的危害以及提升材料的斷裂韌性），在成分控制范圍有所加嚴(yán)主要在S含量范圍。同時(shí)根據(jù)鋼坯制造工藝亦可定購(gòu)不采用“硫包裹”技術(shù)的產(chǎn)品。我國(guó)“硫包裹”技術(shù)特點(diǎn)與成分設(shè)計(jì)：1）可降低氧化物夾雜的危害。按照非金屬夾雜物降低鋼材抗疲勞破壞性能的影響，從強(qiáng)到弱大體上可以排成以下順序：Al2O3夾雜物、尖晶石類夾雜物、CaO-Al2O3系或MgO-Al2O3系球狀不變形夾雜物、大尺寸TiN、半塑性硅酸鹽、塑性硅酸鹽、硫化錳或“球狀延性MnS包裹點(diǎn)狀氧化物”雙相復(fù)合夾雜物。歐洲主要采用“鋁脫氧+微鈣處理”技術(shù)，通過(guò)降低氧含量并使氧化物球化；日本采用“鋁脫氧+低硫處理”技術(shù)，在降低氧含量的前提下，控制夾雜物的結(jié)構(gòu)類型，使其塑性化來(lái)降低Al2O3的危害，可見(jiàn)日本車輪鋼的非金屬夾雜物控制水平明顯高于歐洲車輪鋼；我國(guó)首發(fā)“硫包裹”技術(shù)，通過(guò)“低鋁超低氧+微鈣低硫復(fù)合塑性化”工藝提高雙相復(fù)合夾雜物的外殼硫化物(Ca,Mn)S析出溫度，彌補(bǔ)了日本技術(shù)中“MnS+Al2O3”復(fù)合夾雜物穩(wěn)定性受基體熱履歷影響而難以消除單獨(dú)存在的少量Al2O3夾雜物的不足，在材料冶煉與鍛軋過(guò)程中始終保持延性復(fù)合夾雜物的完整性，進(jìn)一步降低了脆性?shī)A雜物危害。2）可提高材料的斷裂韌性。多年來(lái)大量理論研究和各牌號(hào)（包括歐標(biāo)ER系列、D1鋼等）車輪鋼數(shù)十萬(wàn)噸的大生產(chǎn)實(shí)踐證明，采用“硫包裹”技術(shù)，控制鋼中[S]=0.005-0.015%，通過(guò)“低鋁超低氧+微鈣低硫復(fù)合塑性化”工藝將鋼中氧化鋁及鎂鋁尖晶石等脆性?shī)A雜物轉(zhuǎn)化為“球狀延性MnS包裹點(diǎn)狀氧化物”結(jié)構(gòu)的雙相復(fù)合夾雜物（即外殼是以硫化錳為主的(Ca,Mn)S延性/塑性?shī)A雜物而核心為CaO-Al2O3系或MgO-Al2O3系等球狀不變形脆性?shī)A雜物）鋼中夾雜物主要為細(xì)小彌散分布的MnS夾雜物以及“球狀延性MnS包裹點(diǎn)狀氧化物”雙相復(fù)合夾雜物、單獨(dú)存在的氧化物及脆性CaS極少。采用“硫包裹”技術(shù)后，由于“延性MnS包裹點(diǎn)狀氧化物”雙相結(jié)構(gòu)的夾雜物能夠降低氧化物與基體之間的應(yīng)力集中和防止裂紋在氧化物上的萌生及擴(kuò)展，可以提高車輪斷裂韌性KQ值20%以上。3）可以規(guī)定最小硫含量。為降低氧化物夾雜物危害和提升材料的斷裂韌性，根據(jù)鋼坯制造工藝在要求和定購(gòu)時(shí)可以規(guī)定最小硫含量為0.005%7.6.2內(nèi)部質(zhì)量參考了YB/T4149-2018《連鑄圓管坯》（適用于制造無(wú)縫鋼管的連鑄圓管坯），并有所加嚴(yán)。表4連鑄車輪坯酸浸低倍組織單位：級(jí)中心疏松縮孔中心裂紋中間裂紋皮下裂紋皮下氣泡≤2.0≤2.000007.6.3表面質(zhì)量連鑄坯表面質(zhì)量主要參考了YB/T4149-2018《連鑄圓管坯》，模鑄錠表面質(zhì)量主要參考了太鋼和太重之間的供貨標(biāo)準(zhǔn)以及成功經(jīng)驗(yàn)。7.6.4車輪成品質(zhì)量(由需方檢驗(yàn))非金屬夾雜物主要參考了Q/CR638-2018《動(dòng)車組車輪》，同時(shí)對(duì)于Dsulf的有關(guān)規(guī)定參考了GB/T8601-2021《鐵路用輾鋼整體車輪》。表5輪輞非金屬夾雜物級(jí)別單位：級(jí)A類(硫化物)B類(氧化鋁夾雜)C類(硅酸鹽夾雜)D類(球狀氧化物)aB+C+DDS類(單顆粒類夾雜)細(xì)系粗系細(xì)系粗系細(xì)系粗系細(xì)系粗系細(xì)系粗系≤1.5≤1.5≤1.0≤1.0≤1.0≤1.0≤1.0≤1.0≤2.5≤2.0≤1.5a采用規(guī)定最小硫含量制造工藝，Dsulf不參與評(píng)級(jí)。內(nèi)部完好性參考了Q/CR638-2018《動(dòng)車組車輪》，并且按照用戶要求增加一項(xiàng)更高探傷質(zhì)量等級(jí)“輪輞＜Φ1mm-4dB平底孔當(dāng)量缺陷”（約相當(dāng)于＜Φ0.8mm平底孔當(dāng)量缺陷）的車輪鋼坯產(chǎn)品的內(nèi)部完好性要求。低倍組織參考了Q/CR638-2018《動(dòng)車組車輪》。7.6.5交貨狀態(tài)交貨狀態(tài)為緩冷或退火狀態(tài)。7.6.6交貨方式參考了GB/T2101《型鋼驗(yàn)收、包裝、標(biāo)志及質(zhì)量說(shuō)明書(shū)的一般規(guī)定》，并按照用戶要求有所加嚴(yán)。根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)，對(duì)一般標(biāo)準(zhǔn)的的訂貨內(nèi)容條款進(jìn)行了修改，增加了交貨方式、連鑄坯流號(hào)與支號(hào)以及模鑄錠盤號(hào)與錠號(hào)（順序號(hào)）等規(guī)定。7.7試驗(yàn)方法各檢驗(yàn)項(xiàng)目的試驗(yàn)方法按最新版的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)，其中砷和錫由于含量較高，其仲裁方法，由供需雙方協(xié)商確定。8標(biāo)準(zhǔn)中涉及專利的情況本標(biāo)準(zhǔn)不涉及專利問(wèn)題。9預(yù)期達(dá)到的社會(huì)效益、對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用等情況，包括標(biāo)準(zhǔn)水平本標(biāo)準(zhǔn)修訂后，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。10與國(guó)際、國(guó)外對(duì)比情況國(guó)外無(wú)同類標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)包括Q/CR638-2018《動(dòng)車組車輪》。本標(biāo)準(zhǔn)為車