高鐵車(chē)輪用鋼是碳質(zhì)量分數為0.5%左右的中碳鋼，提高其韌性一直是研究的重點(diǎn)。對車(chē)輪鋼韌性的研究表明，車(chē)輪鋼的斷裂韌性正比于(鐵素體體積分數)1/3/(奧氏體晶粒尺寸)1/2?？梢?jiàn)，細化奧氏體尺寸，調控鐵素體-珠光體比例是提高中碳鋼韌性的關(guān)鍵。高鐵車(chē)輪采用鍛軋成型后正火（踏面噴水加速冷卻）＋回火的特殊熱處理工藝。鍛軋態(tài)組織、正火（奧氏體化）溫度、車(chē)輪踏面噴水工藝對最終的組織和性能有重要影響。

　　科研工作者針對碳質(zhì)量分數為0.47%中碳高鐵車(chē)輪鋼，研究了鈮微合金化對前驅體為鐵素體-珠光體的組織發(fā)生奧氏體逆相變的影響。結果表明，鐵素體-珠光體鋼的逆相變是一個(gè)由碳原子擴散控制的過(guò)程，奧氏體優(yōu)先在珠光體內的鐵素體與滲碳體（α/Fe3C）片層界面處形核，并且沿平行于珠光體片層方向的長(cháng)大速率比垂直于珠光體片層方向更快。含鈮車(chē)輪鋼細化的珠光體組織可以提高奧氏體的形核率，有利于細化奧氏體晶粒。

　　隨著(zhù)再加熱溫度的提高，含鈮車(chē)輪鋼的奧氏體混晶溫度（960℃）比不含鈮的鋼高80℃，因此通過(guò)鈮微合金化可擴大再加熱奧氏體化溫度窗口。結合Thermal-Calc熱力學(xué)計算和透射電鏡分析，鈮在中碳鋼中主要以析出物的形式存在，析出釘扎作用是其細化奧氏體晶粒、推遲混晶現象出現的主要機制。