车轴在使用中受力状态极为复杂,并且会受到一定外力的冲击,火车运行中可能会因疲劳、扭转、弯曲或拉伸应力过大而断裂,造成火车脱轨、翻车等事故,其质量好坏直接影响到铁路的运输安全,所以,车轴用钢要求强度和韧性具有非常好的结合。为了在不降低车轴钢塑性和韧性的前提下,使车轴钢的强度高于典型的LZ50车轴用钢,本文提出对车轴钢进行微合金化的研究。综述部分概述了我国车轴的生产现状及国内外车轴用钢材质的发展现状,并通过阅读大量文献,探讨了合金元素对钢种强韧性的影响和V、Cr的合金化原理。依据微合金钢的设计理论,初步设计了微合金车轴钢的化学成分,并借助攀钢研究院现有的检测设备和试验设备,对加工后的新材质车轴钢的组织、力学性能和腐蚀性能进行了分析研究。研究表明,车轴钢的力学性能主要受钢中C含量的控制,但是合金元素V、Cr的加入也大大改善了车轴用钢的综合力学性能。当微合金车轴钢中C含量在0.41％左右时,钒以V(C、N)的形式析出,析出比例为57.1％-58.3%,从而使V的析出沉淀强化充分体现,提高了车轴钢的强度,平均每增加0.01％的钒,屈服强度提高17 MPa,抗拉强度提高11 MPa。与LZ50钢力学性能的对比研究表明,合金元素V、Cr的添加弥补了微合金车轴钢由于降C而损失的强度,微合金车轴钢的成分设计可以满足对车轴钢力学性能的要求。由于V的加入,使车轴钢组织的晶粒度达到8.0以上。珠光体的含量、形貌和片间距均受到了V的影响。由于V对C的争夺,使得车轴钢中珠光体的含量随着V的增加而增加；珠光体中渗碳体片的形状也出现了褶皱；珠光体的片间距得到细化。微合金车轴钢在进行盐雾试验72h后的腐蚀率低于LZ50钢,但相差不大。