9月5日，在第十三屆中國國際鋼鐵大會(huì )期間舉辦的鐵路裝備與鋼鐵產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展供需交流會(huì )上，中車(chē)戚墅堰機車(chē)車(chē)輛工藝研究所股份有限公司資深專(zhuān)家文超作了專(zhuān)題報告，詳細解讀了軌道交通裝備用齒輪鋼的發(fā)展現狀與趨勢。

圖為文超

　　文超首先介紹了我國軌道交通裝備發(fā)展歷史及其對齒輪鋼的需求。在高速動(dòng)車(chē)組方面，以速度為特征牽引了我國動(dòng)車(chē)組的三代發(fā)展，如1989年起的第一代動(dòng)車(chē)組KDZ1等，2005年起的第二代和諧號動(dòng)車(chē)組CRH1、CRH2等，2017年起的第三代復興號動(dòng)車(chē)組CR200J、CR300AF/BF、CR400AF/BF，以及未來(lái)的CR450等；在電力機車(chē)方面，以軸重和功率為特征牽引了我國電力機車(chē)的五代發(fā)展，如從1958年起的第一代SS1、SS2，1978年起的第二代SS3，1985年起的第三代SS4B、SS5、SS6B、SS8，1996年起的第四代AC4000，2005年起的第五代HXD1B、HXD1C、HXD2F等?！案黝?lèi)軌道交通裝備的不斷進(jìn)步對軌道交通裝備用齒輪鋼不斷提出越來(lái)越高的承載能力、使用壽命等需求，這些需求實(shí)現都離不開(kāi)齒輪鋼及其冶煉技術(shù)的發(fā)展和國產(chǎn)化?！蔽某e例，如1984年的50CrMo齒輪鋼的開(kāi)發(fā)解決了國外機車(chē)齒輪國產(chǎn)化問(wèn)題，2013年20CrNi3Mo齒輪鋼的應用解決了30T軸重HXD2F機車(chē)承載能力不足的難題等。

　　文超表示，我國鐵路運行路線(xiàn)復雜，面臨多種多樣的運行條件。從運行工況看，動(dòng)車(chē)組有單次最長(cháng)運行里程可達2400公里、單次最長(cháng)運行時(shí)間達16小時(shí)等工況，重載機車(chē)需要在最大坡度可達30‰甚至更高的坡度運行；從運行環(huán)境看，涉及平原、丘陵、山區、高原（海拔4000m以上）等，溫度在-50～+50℃之間，溫差大（如京廣線(xiàn)溫差可達30 ℃），部分地區還面臨風(fēng)沙雨雪侵蝕（風(fēng)速可達60m/s）等；從運行速度看，涉及120km/h、160km/h、250km/h、350km/h等多種級別，運行時(shí)的輪對沖擊最大已達到了垂向300g、橫向200g、縱向200g等要求?！斑@些也對齒輪鋼提出了耐沖擊、超高可靠性等要求?！彼f(shuō)。

　　“總體來(lái)看，軌道交通裝備齒輪用鋼對齒輪關(guān)鍵核心要求有三點(diǎn)?！蔽某赋?，一是高性能，包括高接觸疲勞強度極限、高彎曲疲勞極限、抗沖擊、抗膠合、耐磨損等；二是高可靠性，對齒輪傳動(dòng)系統的要求安全可靠(可靠度≥99.9999%)；三是超長(cháng)壽命，如重載機車(chē)齒輪檢修要求壽命大于200萬(wàn)公里，高速動(dòng)車(chē)組齒輪設計要求壽命大于2400萬(wàn)公里。

　　談到軌道交通用齒輪鋼的發(fā)展現狀，文超以滲碳合金鋼舉例，其中涉及到了成分體系和冶金質(zhì)量的多次發(fā)展和提升。從成分體系看，從1950-1960年的15CrNi6、22CrMnMo等，發(fā)展到1970年的18CrMnTi、20CrMnTi、30CrMnTi等，1970-1990年的20CrMnMo、12CrNi3、18CrNi8等,1990-2005年的20CrNi2Mo、16Cr2Ni2等,再到2005年至今的20Cr2Ni4、18CrNiMo7-6、8822H、43B17H、20CrNi3Mo、20CrNi2Mo等。從冶金質(zhì)量看，冶煉方式從轉爐+普通爐外精煉，發(fā)展到轉爐+普通爐外精煉+電渣重溶，再到電爐+爐外精煉+真空脫氣。在純凈度、淬透性、晶粒度、均勻性等方面取得了長(cháng)足的進(jìn)步，尤其是對夾渣和非金屬夾雜物的控制形成了軌道交通齒輪鋼的體系。

　　“隨著(zhù)我國鐵路裝備走向世界，我們需要形成自己對齒輪鋼的認知、要求和體系?！蔽某榻B，在標準體系建立方面，我國軌道交通裝備用齒輪鋼形成了冶金行業(yè)標準，建立了中國標準。未來(lái)，隨著(zhù)高速重載齒輪的進(jìn)一步發(fā)展，需要延長(cháng)質(zhì)保周期和提升承載能力?！安牧献鳛辇X輪的重要基礎，則需要進(jìn)一步技術(shù)提升?！蔽某f(shuō)。

　　對于軌道交通用齒輪鋼發(fā)未來(lái)的發(fā)展，文超表示，當前，軌道交通裝備正向綠色、節能、環(huán)保、智能方向發(fā)展，制造工藝則向節能減排、綠色化，去產(chǎn)能、調結構，智能制造、大數據，柔性化等方向發(fā)展?！安牧系陌l(fā)展需要考慮三個(gè)結合，如材料工藝和產(chǎn)品設計的結合、高可靠性與少無(wú)冗余的結合、少無(wú)畸變與表面強化技術(shù)的結合?！蔽某f(shuō)。

　　對于齒輪鋼本身，文超認為，隨著(zhù)軌道交通齒輪技術(shù)的發(fā)展，各類(lèi)齒輪用鋼的發(fā)展趨勢有三個(gè)方面。一是高性能，包括高強度、高塑性、高沖擊性能、高低溫性能、高工藝性能、高使用性能，尤其要關(guān)注接觸疲勞強度和彎曲疲勞強度；二是高可靠性，包括高純凈度、高均勻一致性、高批量穩定性；三是低制造成本，包括低合金總量、低貴重元素加入量、高使用率。