铁路辙叉用低碳马氏体钢及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105734402A(43)申请公布日2016.07.06(21)申请号201610093359.7C22C38/14(2006.01)(22)申请日2016.02.19C22C38/06(2006.01)C21D8/00(2006.01)(71)申请人燕山大学地址066004河北省秦皇岛市海港区河北大街西段438号(72)发明人张福成夏书乐吕博(74)专利代理机构秦皇岛一诚知识产权事务所(普通合伙)13116代理人续京沙(51)Int.Cl.C22C38/02(2006.01)C22C38/04(2006.01)C22C38/32(2006.01)C22C38/12(2006.01)C22C38/08(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称铁路辙叉用低碳马氏体钢及其制备方法(57)摘要一种铁路辙叉用低碳马氏体钢，它的表层组织为位错型马氏体，心部为无碳化物贝氏体组织，中间层为经过化学成分再配分的位错型马氏体和无碳化物贝氏体复合组织；其化学成分(wt％)为：C：0.19～0.23、Si：1.5～2.0、Mn：1.5～2.0、Cr：1.0～1.5、W：0.4～0.6、Ni：0.1～0.3、S：＜0.02、P：＜0.02，微合金化元素0.1-0.3，其余为Fe；上述铁路辙叉用低碳马氏体钢制备方法主要是：采用电弧炉冶和LF炉精炼钢水，浇注钢锭在钢模中缓冷至室温，将钢锭进行去氢和组织均匀化处理，模锻钢锭成形，对锻件进行温水淬火和中温回火热处理。本发明热处理工艺易于控制、成本低、辙叉的综合性能优异，低碳马氏体辙叉钢的屈服强度σs＞1200MPa，抗拉强度σb＞21500MPa，室温冲击韧性aKU＞120J/cm，延伸率δ5＞12％，硬度＞HRC45。CN105734402ACN105734402A权利要求书1/1页1.一种铁路辙叉用低碳马氏体钢，其特征在于：它的表层组织为位错型马氏体，心部为无碳化物贝氏体组织，中间层为经过化学成分再配分的位错型马氏体和无碳化物贝氏体复合组织；它的化学成分的质量百分比wt％为：C：0.19～0.23、Si：1.5～2.0、Mn：1.5～2.0、Cr：1.0～1.5、W：0.4～0.6、Ni：0.1～0.3、S：<0.02、P：<0.02、微合金化元素0.1～0.3，其余为Fe。2.根据权利要求1所述的铁路辙叉用低碳马氏体钢，其特征在于：所述微合金化元素为两种及以上V、B、Ti、N、Al和Mg元素，并且，每种微合金化元素的化学成分的质量百分比wt％为：V：0.01～0.03、Ti：0.01～0.03、N：0.01～0.03、Al：0.1～0.2、Mg：0.1～0.2、B：0.001～0.003。3.权利要求1的铁路辙叉用低碳马氏体辙叉钢的制备方法，其特征在于：(1)采用电弧炉冶炼钢水、LF炉精炼钢水，调整钢水化学成分使其满足权利要求1规定的范围，将钢水浇注钢模中后缓冷至室温；(2)进行去氢和组织均匀化热处理，加热到680℃保温5-8h，以80-100℃/h的速度加热到1050-1100℃保温1-3h，空冷到室温；(3)将钢锭模锻成形为铁路辙叉心轨形状和尺寸，以220-250℃/h的速度将钢锭加热到650℃保温均温1-2h，然后以150-180℃/h的速度加热到1200℃保温1-2h，始锻温度1180-1200℃，终锻温度≥850℃，锻造变形比大于6；(4)将锻件进行热处理，加热到900-920℃奥氏体化2-4h后淬入70-80℃热水中2-3min，然后放入温度为300℃的炉中，以180-300℃/min的速度冷却到室温，再加热到340℃-360℃保温2-5h回火处理。2CN105734402A说明书1/4页铁路辙叉用低碳马氏体钢及其制备方法[0001]技术领域本发明属于材料科学与工程领域，特别涉及一种铁路辙叉用钢及其制备方法。[0002]背景技术辙叉是使车轮由一股钢轨通过另一股钢轨的轨线平面交叉设备，主要由翼轨、心轨及联接零件组成。按照结构，辙叉可以分为固定型辙叉和活动型辙叉。固定型辙叉又分为整体铸造型和拼装型辙叉。整体铸造辙叉通常是指高锰钢铸造辙叉；而拼装辙叉主要是指以珠光体钢或高锰钢或贝氏体钢为心轨，以珠光体钢或贝氏体钢为翼轨，通过高强螺钉组装而成的辙叉。[0003]目前，世界范围内的铁路辙叉用钢有高碳珠光体钢、高锰奥氏体钢和低碳贝氏体钢。美国专利US2004035507-Al、公开号为CN101818312A和CN03800576.X等中国专利公布了许多综合性能优异的超细珠光体辙叉钢及其制造工艺。关于高锰奥氏体钢辙叉及其制造技术有：最早的高锰钢辙叉是1894年铺设于美国纽约布鲁克林大西洋街电车轨道上的