《动车组车轮用钢》标准编制说明

1．任务来源

根据工业和信息化部办公厅关于“关于印发2023年第一批行业标准制修订和外文版项

目计划的的通知”（工信厅科〔2023〕18号）的精神，由山西太钢不锈钢股份有限公司、

太原重工轨道交通设备有限公司和冶金工业标准信息研究院共同负责制订《动车组车轮用

钢》冶金行业标准，计划编号为2023-0226T-YB，项目计划2024年完成。

2、标准化对象简要情况

铁路高速动车组车轮用钢生产是高速轮轨铁路发展的核心技术之一。长期以来国内没有

工厂批量生产我国动车组车轮用钢材料，国内主要从意大利LUCCHINI、德国BVV、日本住友

进口动车组车轮，国外厂家处于绝对垄断地位。目前我国国产动车组车轮用钢生产厂家主要

有太钢和马钢，其中马钢可以按照连铸圆坯工艺生产，而太钢能够按生产连铸圆坯以及模铸

圆锭两种工艺生产。

2012年3月铁道部组织250Km/h动车组轮轴研发，2017年3月太钢模铸冶炼太重辗轧

成轮试制的国产D1牌号高铁车轮和马钢D1牌号高铁动车组车轮均完成累积60万公里考核，

为时速350公里自主化车轮奠定基础。2014年9月完成D2车轮和DZ2车轴研发并通过铁总

装车方案评审，2016年7月太钢“连铸+模铸”冶炼太重辗轧成轮试制的国产化D2牌号高

铁车轮和马钢连铸坯辗轧成轮的国产化D2牌号高铁车轮均完成累积60万公里考核，截止

2023年9月20日马钢轨交材料科技有限公司（以下简称“马钢交材”）以及太重国产化D2

牌号高铁车轮最长服役里程约377.6万公里并且总体表现良好。目前，国内动车组车轮材料

已开发成功，并完成批量装车考核应用，替代进口成为现实。

太钢开发的国产化动车组车轮用钢（包括模铸锭及连铸坯）交货状态为缓冷或退火状态，

目前生产较为稳定。

表1国产化动车组车轮用D1及D2钢主要实物技术质量指标

圆坯低倍中心疏松缩孔中心裂纹中间裂纹皮下裂纹皮下气泡

（级）0～2.00～2.00000

白点、残余缩孔、分层翻皮、裂

一般疏松中心疏松偏析非金属夹杂物

车轮低倍纹、异型偏析、异金属夹杂

不超界限不超界限不超界限0无

类硫化物类氧化铝夹杂类硅酸盐夹杂aDS类

A()B()C()D类(球状氧化物)B+C+D

车轮金相(单颗粒

（级）细系粗系细系粗系细系粗系细系粗系细系粗系类夹杂)

0-1.50-1.50-1.00-1.00-1.00-1.00-1.00-1.00-2.50-2.00-1.5

1、“轮辋＜Φ1mm平底孔当量缺陷”探伤质量等级的合格率95～99%；

车轮探伤

2、“轮辋＜Φ1mm-4dB平底孔当量缺陷”探伤质量等级的合格率95～99%

a

采用规定最小硫含量0.003%制造工艺，Dsulf不参与评级。

3、编制和协作单位

本标准由山西太钢不锈钢股份有限公司牵头，参加的单位包括：冶金工业信息标准研究

院等（暂未列全）。

4．主要工作过程

起草(草案、调研)阶段：计划下达后，首先成立了标准编制工作组。工作组采集了2012

年以来研发D1、D2牌号动车组车轮用钢的大量试验数据，以中国铁路总公司企标Q/CR

638-2018《动车组车轮》为依据，通过与铁科院及太重合作对日欧高铁车轮实物和标准的比

较研究，结合生产试验过程的数据以及动车组车轮制造与运用行业的要求，于2023年10

月完成了生产数据的收集，并基本确定了产品主要技术质量指标。2024年2月，编制组完

成了标准征求意见稿的编制工作。

征求意见阶段：2024年2月，由全国钢标委型钢分委员会秘书处将标准征求意见稿和

编制说明发送到型钢分委员会委员及有代表性的标准相关方广泛征求意见，同时在《钢铁标

准网》网站上公开征求社会意见。到截止日期，共收到×条意见或建议(见《意见汇总处理

表》)。

审查阶段:2024年×月×日，全国钢标委型钢分委员会秘书处组织标准审定会。

报批阶段:工作组按照会议审查意见对标准送审稿作了进一步的修改、整理和完善后上

报标准主管部门。

5.标准化对象简要情况及编制标准的原则

5.1标准化对象简要情况

5.2编制标准的原则

5.2.1与国家标准体系协调一致的原则。

该标准的牌号及表示方法、成分、术语等与国标保持一致，有利于供需双方订货时使用，

避免产生歧义。

5.2.2满足用户需求的原则，力争达到“科学、合理、先进、适用”。

充分考虑目前市场上的国产化动车组车轮用钢加工企业的共性需求及行业加工特点，技

术项目和指标数据要求达到全面、科学、合理。

5.2.3标准制定具有一定的前瞻性

标准制定时，应考虑到国产化动车组车轮用钢材料的发展方向。

5.2.4参考标准

本标准参考了Q/CR638-2018《动车组车轮》、GB/T8601-2021《铁路用辗钢整体车轮》

以及YB/T4149-2018《连铸圆管坯》。

5.2.5标准编写格式

本标准编写格式按GB/T1.1-2020给出的原则进行编写。

6主要起草人及其所承担工作简要说明

6.1主要起草人

暂空。

6.2主要起草人所承担的标准研究工作。

6.2.1收集、对比相关国内外标准，确定为现行有效版本。

6.2.2对实物质量（尺寸外形及其允许偏差、化学成分、力学性能、应用性能）进行测量、

统计、对比和分析。

6.2.3收集顾客关注的质量指标要求。

6.2.4编写本标准和标准编制说明、标准水平对比分析、意见汇总及处理、实物质量数据的

统计与分析。

6.2.5收集标准中主要技术指标确定所需的理论研究材料和论证材料。

6.2.6完成标准的送审、审定及报批材料。

6.2.7策划标准宣贯工作，落实标准宣贯方式及人员，编写标准宣贯材料。

7主要技术内容说明

7.1标准名称确定为“动车组车轮用钢”。

7.2术语和定义

本文件没有需要界定的术语和定义。

7.3订货内容

根据产品特点，对GB/T2101的订货内容条款进行了修改，增加了交货方式、连铸坯

流号与支号以及模铸锭盘号与锭号（顺序号）等规定。

7.4分类及牌号

本标准规定了动车组车轮用钢，包括模铸锭及连铸坯，钢牌号为D1和D2。

7.5尺寸、外形及允许偏差

7.5.1连铸坯

7.5.1.1连铸坯尺寸及允许偏差

1）连铸坯直径及允许偏差

表2连铸坯直径及允许偏差单位为毫米

公称直径(d)允许偏差(避开扁平区测量)

350～500±1.2％d

注：扁平区指连铸过程中拉矫辊在圆坯表面压成的平面。

2）连铸坯长度和允许偏差

连铸坯的通常长度为6000mm～12000mm。经供需双方协商，并在合同中注明，亦可按

其他长度交货。

连铸坯的定尺长度应在通常长度范围内。长度不大于8000mm的定尺连铸坯，其长

度允许偏差为0～+80mm；长度大于8000mm的定尺连铸坯，其长度允许偏差为0～

+100mm。非定尺连铸坯按倍尺交货，倍尺长度允许偏差为0～+50mm。

7.5.1.2连铸坯外形

1）连铸坯不圆度应符合表3的规定。

表3连铸车轮坯不圆度单位为毫米

不圆度a

公称直径(d)不大于

不避开扁平区测量避开扁平区测量

350～5003.0%d1.5%d

a

不圆度计算公式：不圆度=dmax-dmin；dmax，dmin分别为实测圆坯同一截面直径的最大值和最小值。

2）连铸坯弯曲度

连铸坯弯曲度≤6mm／m，总弯曲度不得大于全长的0.6％。

3）连铸坯端面切斜度

连铸坯端面应切(割)平齐，其端面切斜度应不大于公称直径的6％，且最大不超过15mm。

7.5.1.3连铸坯重量

连铸坯按实际重量交货。

7.5.2模铸锭

7.5.2.1模铸锭尺寸、外形及允许偏差

模铸锭公称直径为350～500mm，其尺寸及允许偏差等由供需双方协商确定。

7.5.2.2模铸锭外形及允许偏差

模铸锭不圆度等由供需双方协商确定。

7.5.2.3模铸锭重量

模铸锭按实际重量交货。

7.6技术要求

7.6.1化学成分

本标准牌号化学成分主要参照Q/CR638-2018《动车组车轮》制定，同时参考了国外同

类产品实物水平，并且结合我国首发成功和具有自主知识产权的“延性MnS包裹点状氧化

物”控制技术（即“硫包裹”技术，其目的是降低氧化物夹杂的危害以及提升材料的断裂韧

性），在成分控制范围有所加严主要在S含量范围。同时根据钢坯制造工艺亦可定购不采

用“硫包裹”技术的产品。

我国“硫包裹”技术特点与成分设计：

1）可降低氧化物夹杂的危害。按照非金属夹杂物降低钢材抗疲劳破坏性能的影响，从

强到弱大体上可以排成以下顺序：Al2O3夹杂物、尖晶石类夹杂物、CaO-Al2O3系或MgO-Al2O3

系球状不变形夹杂物、大尺寸TiN、半塑性硅酸盐、塑性硅酸盐、硫化锰或“球状延性MnS

包裹点状氧化物”双相复合夹杂物。欧洲主要采用“铝脱氧+微钙处理”技术，通过降低氧

含量并使氧化物球化；日本采用“铝脱氧+低硫处理”技术，在降低氧含量的前提下，控制

夹杂物的结构类型，使其塑性化来降低Al2O3的危害，可见日本车轮钢的非金属夹杂物控制

水平明显高于欧洲车轮钢；我国首发“硫包裹”技术，通过“低铝超低氧+微钙低硫复合塑

性化”工艺提高双相复合夹杂物的外壳硫化物(Ca,Mn)S析出温度，弥补了日本技术中

“MnS+Al2O3”复合夹杂物稳定性受基体热履历影响而难以消除单独存在的少量Al2O3夹杂

物的不足，在材料冶炼与锻轧过程中始终保持延性复合夹杂物的完整性，进一步降低了脆性

夹杂物危害。

2）可提高材料的断裂韧性。多年来大量理论研究和各牌号（包括欧标ER系列、D1钢

等）车轮钢数十万吨的大生产实践证明，采用“硫包裹”技术，控制钢中[S]=0.005-0.015%，

通过“低铝超低氧+微钙低硫复合塑性化”工艺将钢中氧化铝及镁铝尖晶石等脆性夹杂物转

化为“球状延性MnS包裹点状氧化物”结构的双相复合夹杂物（即外壳是以硫化锰为主的

(Ca,Mn)S延性/塑性夹杂物而核心为CaO-Al2O3系或MgO-Al2O3系等球状不变形脆性夹杂

物）钢中夹杂物主要为细小弥散分布的MnS夹杂物以及“球状延性MnS包裹点状氧化物”

双相复合夹杂物、单独存在的氧化物及脆性CaS极少。采用“硫包裹”技术后，由于“延

性MnS包裹点状氧化物”双相结构的夹杂物能够降低氧化物与基体之间的应力集中和防止

裂纹在氧化物上的萌生及扩展，可以提高车轮断裂韧性KQ值20%以上。

3）可以规定最小硫含量。为降低氧化物夹杂物危害和提升材料的断裂韧性，根据钢坯

制造工艺在要求和定购时可以规定最小硫含量为0.005%

7.6.2内部质量

参考了YB/T4149-2018《连铸圆管坯》（适用于制造无缝钢管的连铸圆管坯），并有

所加严。

表4连铸车轮坯酸浸低倍组织单位：级

中心疏松缩孔中心裂纹中间裂纹皮下裂纹皮下气泡

≤2.0≤2.00000

7.6.3表面质量

连铸坯表面质量主要参考了YB/T4149-2018《连铸圆管坯》，模铸锭表面质量主要参考了太钢和

太重之间的供货标准以及成功经验。

7.6.4车轮成品质量(由需方检验)

7.6.4.1非金属夹杂物

主要参考了Q/CR638-2018《动车组车轮》，同时对于Dsulf的有关规定参考了GB/T8601-2021

《铁路用辗钢整体车轮》。

表5轮辋非金属夹杂物级别单位：级

A类(硫化物)B类(氧化铝夹杂)C类(硅酸盐夹杂)D类(球状氧化物)aB+C+DDS类

(单颗粒

细系粗系细系粗系细系粗系细系粗系细系粗系

类夹杂)

≤1.5≤1.5≤1.0≤1.0≤1.0≤1.0≤1.0≤1.0≤2.5≤2.0≤1.5

a采用规定最小硫含量制造工艺，Dsulf不参与评级。

7.6.4.2内部完好性

参考了Q