一种贝氏体钢辙叉及其轧制后三段冷却制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN102732804102732804B(45)授权公告日2014.09.10(21)申请号201210194847.9C21D9/04(2006.01)(22)申请日2012.06.13E01B7/10(2006.01)(73)专利权人燕山大学(56)对比文件地址066004河北省秦皇岛市海港区河北大JP特开2001-279324A,2001.10.10,全文.街西段438号EP0804623B1,2004.03.24,权利要求1、3、4.(72)发明人张福成张明吕博郑炀曾王天生审查员刘锦霞(74)专利代理机构石家庄一诚知识产权事务所13116代理人崔凤英(51)Int.Cl.C22C38/58(2006.01)C22C38/54(2006.01)C22C38/50(2006.01)C22C38/48(2006.01)C22C38/46(2006.01)C21D8/00(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书6页说明书6页附图1页附图1页(54)发明名称一种贝氏体钢辙叉及其轧制后三段冷却制造方法(57)摘要一种贝氏体钢辙叉，其中钢的化学成分（wt％）为：C0.18～0.23，Mn1.0～2.0，Al0.4～0.7，Ni0.6～1.0，Cr1.4～2.0，Si1.0～1.6，Ti＜0.01，B＜0.0005，V＜0.03，Nb＜0.01，O＜0.0016，H<0.0001，S<0.01，P<0.01，其余为Fe。上述贝氏体钢辙叉的制造方法主要是采用氧气转炉冶炼，继而进行炉外精炼，然后连铸热轧成断面形状成铁路辙叉坯料，轧制比要大于9，轧制后直接进行三段冷却至室温，最后加热到310～330℃保温50～70min后空冷至室温。本发明工艺简单、成本低廉、节能节材，同时，这种贝氏体钢辙叉具有优良的焊接性能。CN102732804BCN1027384BCN102732804B权利要求书1/1页1.一种贝氏体钢辙叉轧制后三段冷却制造方法，该贝氏体钢辙叉的化学成分质量百分比wt％为：C0.18～0.23，Mn1.0～2.0，Al0.4～0.7，Ni0.6～1.0，Cr1.4～2.0，Si1.0～1.6，Ti＜0.01，B＜0.0005，V＜0.03，Nb＜0.01，S<0.01，P<0.01，其余为Fe，钢中微量气体元素氧和氢含量控制在很低的水平，O＜16ppm，H<1ppm；将有关原材料工业纯铁、镍铁、铬铁、锰铁、工业纯铝放入氧气转炉冶炼钢水，然后对钢水进行炉外精炼；将上述钢水在1550～1600℃进行连铸成钢坯，其特征在于：对上述连铸钢坯进行热轧，开轧温度1100～1150℃，终轧温度860～920℃，轧制比要大于9，将连铸钢坯轧制成接近铁路辙叉心轨和翼轨的尺寸；将上述轧制后的辙叉进行三段冷却，在450℃以上温度以50～80℃/min冷却速度冷却，在450～300℃之间温度以1.5～2.5℃/min冷却速度冷却，300℃以下温度在空气中自然冷却，将上述冷却后的辙叉，再加热到310～330℃保温50～70min后空冷至室温。2CN102732804B说明书1/6页一种贝氏体钢辙叉及其轧制后三段冷却制造方法技术领域[0001]本发明涉及一种钢铁材料及其制造方法，特别是铁路辙叉专用贝氏体钢及其制造方法。背景技术[0002]ZGMn13奥氏体高锰钢是英国工程师Hadfield于1882年9月发明的，它的第一个用途就是于1892年用于制作电车轨道的辙叉，从此，100多年来世界上几乎所有的铁路辙叉都是由这种材料制作。最初Hadfield公布的ZGMn13的化学成分是：C1.35％、Si0.69％、Mn12.76％。目前，公认的ZGMn13钢的化学成分范围为C1.0～1.4％，Mn11～14％，其余为铁和少量杂质如Si、S、P等。我国生产的ZGMn13钢辙叉的平均过载量（使用寿命）为1.5亿吨，美国及欧洲一些发达国家生产的ZGMn13钢辙叉的平均使用寿命可达2亿吨以上。随着社会发展和铁路运输速度的提高，人们对铁路辙叉使用寿命提出更高的要求。因此人们从进一步提高原ZGMn13钢辙叉使用寿命和寻求新的辙叉材料等方面展开了广泛的研究，出现了许多新的研究成果。如世界专利WO0136698、加拿大专利CA2159358、美国专利4514235、中国专利CN02157927.X和98124899.3等等。纵观这些研究成果和实际使用效果，可以说目前世界上关于铁路辙叉选材方面主要有两大流派，其一是奥氏体高锰钢，即在原有高锰钢的基础上利用冶金、铸造、热处理和机械强化等工艺方法进一步提高其使用寿命；其二是主要组织为贝氏体的中低碳低合金钢。[0003]贝氏体钢因其具有高的强