[發明專利]一種轍叉心軌用貝氏體鋼

無效

• 申請號: 201210436181.3
• 申請日: 2012-11-03
• 公開（公告）號: CN103805903A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 華兆紅
• 申請（專利權）人: 無錫市森信精密機械廠
• 主分類號: C22C38/58
• 分類號: C22C38/58
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 楊小雙

技術領域

本發明涉及鋼鐵冶金技術領域，尤其涉及一種鐵路轍叉心軌用貝氏體鋼。

背景技術

世界經濟的發展，尤其是國內經濟的快速發展，人口流動量和貨物周轉量急劇攀升，這就對承擔著60％以上運輸任務的鐵路列車提出了更高的要求。我國為了適應國內經濟快速發展的需要，在最近幾年內先后進行了六次大提速，近期國家又確立了大力發展高速鐵路的中長期戰略目標和規劃，然而，隨著列車運行速度的提高，必將帶來更大的慣性，產生更大的沖擊和顛簸，為了保證高速列車的安全性和可靠性，這就對轍叉心軌提出了更高的要求。

國內現行轍叉為整鑄型轍叉，即采用整體鑄造的形式將心軌、翼軌、叉跟軌及其他部件鑄造在一起，稱為高錳鋼轍叉，這種結構形式的高錳鋼弊端是：

①化學成分匹配不合理、合金化效果差，如常用的ZGMn13的化學成分范圍是：C?1.00～1.45；Mn?11.0～14.00；Si?0.30～1.00其余為少量元素如Cr、Mo、S、P等，這種成分配方所組成的材料，C含量較高，沖擊性能差、強度低、抗疲勞性能差，不適應于該產品的工作環境。

②由于整鑄型高錳鋼轍叉結構形式復雜，其工藝決定了在澆注時鋼液的流動性差異很大，結晶時差較大，必然造成其組織致密度很差，晶粒粗大無法消除，疏松、氣孔、夾雜等鑄造缺陷在所難免，這就必將造成其性能指標如強度、塑性、韌性、沖擊、耐磨、疲勞等較低，導致使用壽命低。目前，平均使用壽命在1億噸左右，這樣的使用壽命給繁忙的鐵路運輸帶來了一系列問題。

a、在正線鐵路軌道，一般1年需更換2次，這樣的頻繁更換影響正常的鐵路運輸秩序，是造成列車晚點、列車暫停、也是運輸擁擠的重要原因之一。

b、由于使用壽命低造成鐵路建設和維護的成本加大，嚴重影響著鐵路運輸的經濟效益和社會效益。

③由于整鑄型高錳鋼轍叉未經過電渣重熔(精煉)和鍛造，性能離散度較大，且高錳鋼轍叉制造過程中的不確定因素較多，造成其性能離散度較大，這種性能離散度常因局部缺陷造成非正常損壞，給鐵路運輸的可靠性和安全性產生極為不利的影響，甚至會造成事故隱患。

④整鑄型高錳鋼轍叉產品檔次低，不適應我國鐵路運輸安全、高速、重載的需要：從我國鐵路運輸開始至今，高錳鋼轍叉只是在成分、結構形式發生過變化，而鑄態組織一直未變，這樣的組織形態造成其產品檔次仍然停留在原始狀態，無法適應目前我國鐵路運輸安全、高速、重載的需要。

發明內容

本發明的目的在于提出一種鐵路轍叉心軌用貝氏體鋼，該貝氏體鋼克服現有技術中高錳鋼的缺陷，更適應當今高速鐵路的發展需求。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一種鐵路轍叉心軌用貝氏體鋼，該貝氏體鋼用的化學成分以重量百分數計由下列組份組成：C：0.03％-0.05％，Si：0.3％-0.5％，Mn：1.8％-2.0％，P：≤0.007％，S：≤0.006％，N≤0.0040％，Mo：0.25％-0.45％，Ti：0.03％-0.05％，Cr：0.6％-0.8％，Ni：0.9％-1.1％，Cu：0.3％-0.5％，V：0.020％-0.040％，B：0.002％-0.004％，Als：0.01％-0.02％，其他為鐵和不可避免雜質。

優選，該貝氏體鋼用的化學成分以重量百分數計由下列組份組成：C：0.04％，Si：0.4％，Mn：1.9％，P：≤0.007％，S：≤0.006％，N≤0.0040％，Mo：0.35％，Ti：0.04％，Cr：0.7％，Ni：1.0％，Cu：0.4％，V：0.030％，B：0.003％，Als：0.015％，其他為鐵和不可避免雜質。

本發明中合金元素的作用為：

C：碳有很強的固溶強化作用，但是本發明為了獲得優良的焊接性能及低溫韌性而降低了含碳量，同時為能獲得低碳貝氏體板條，而將含碳量定在0.03～0.05％。

Si：Si起到固溶強化作用，添加Si能提高強度，Si還有抑制滲碳體的析出，提高鋼的回火溫度的作用。

Mn：Mn在鋼中起到固溶強化和提高淬透性的作用，控制Mn/C比可以改善鋼的韌性。

B：B能明顯抑制鐵素體在奧氏體晶界的形核，可以在較大的冷速范圍內都能獲得貝氏體組織。

Mo：Mo能抑制了鐵素體轉變，降低貝氏體轉變溫度，細化有效組織。

Cr：添加Cr能大幅度的提高鋼的強度，但是添加過多會影響剛的低溫韌性。

Ni：提高鋼的強韌性。

V、Ti、Cu微合金元素：添加這些微合金元素能起到細化晶粒及析出強化、固溶強化等作用。