[發(fā)明專利]一種珠光體合金鋼及其應用和制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310032530.X
• 申請日: 2013-01-28
• 公開（公告）號: CN103045967A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設計）人: 周清躍;張銀花;陳朝陽;劉豐收;李闖;俞喆;梁旭
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院金屬及化學研究所
• 主分類號: C22C38/58
• 分類號: C22C38/58;C22C38/46;C22C38/38;C22C38/24;C22C38/18;C21C7/10;C21C7/06;E01B5/18
• 代理公司: 北京瑞恒信達知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11382
• 代理人: 曹津燕;李渤

技術領域

本發(fā)明屬于冶金領域，具體涉及一種高強耐磨的珠光體合金鋼及其應用和制備方法。

背景技術

護軌是道岔不可缺少的組成部分。其功能主要是覆蓋轍叉“有害空間”，引導車輪進入相應的輪緣槽，從而確保鐵路列車車輪運行方向、使車輪輪對橫向游動被限制在基本軌和護軌的槽內(nèi)，同時起到減少鋼軌軌頭的側(cè)面磨耗與接觸疲勞損傷，降低養(yǎng)護維修工作量，防止列車車輪脫軌事故發(fā)生的作用。

我國TB/T3110-2005《33kg/m護軌用槽型鋼》技術條件規(guī)定：護軌用槽型鋼采用淬火態(tài)U75V，其軌頭工作面熱處理后加熱層深度不小于25mm，硬化層深度不小于24mm；鋼軌表層距軌頂面6mm深處的硬度范圍為37～43HRC，距軌頂面24mm深處硬度不小于34HRC；熱處理硬化層顯微組織為細片狀珠光體，不允許有馬氏體和貝氏體組織。可見護軌用鋼必須具備高強度和高硬度。

由于護軌為一非對稱斷面，現(xiàn)在市場上銷售的槽型鋼護軌在熱處理過程中會產(chǎn)生明顯的扭曲變形，因此需要額外的預彎曲及矯直處理，增加了生產(chǎn)的工藝流程及成本。另一方面，熱軋33kg/m槽型鋼在熱處理過程中，頂面硬度也較難達到43HRC，一般只有32~36HRC左右，導致護軌不耐磨，使用壽命短。

針對我國護軌生產(chǎn)使用中存在的問題，近年來已經(jīng)發(fā)展出了使用空冷貝氏體鋼制備護軌的技術。空冷貝氏體鋼護軌耐磨性能良好，但由于空冷貝氏體鋼含有Mo等合金并且需要回火等熱處理，導致生產(chǎn)成本較高。為簡化護軌生產(chǎn)工藝、降低生產(chǎn)成本并滿足護軌的實際使用要求，研發(fā)熱軋高強珠光體合金鋼是最佳的途徑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，在于提供一種高強耐磨的熱軋免熱處理的珠光體合金鋼及其應用和制備方法。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用了如下的技術方案：

一種珠光體合金鋼，其組成為：

0.70wt%~0.90wt%的C，

1.0wt%~1.6wt%的Mn，

0.6wt%~1.2wt%的Si，

0.3wt%~1.2wt%的Cr，

0~0.7wt%的Ni，

0~0.2wt%的V，

余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

優(yōu)選的，所述C的含量為0.72wt%~0.82wt%。

優(yōu)選的，所述Mn的含量為1.20wt%~1.60wt%。

優(yōu)選的，所述Si的含量為0.60wt%~0.90wt%。

優(yōu)選的，所述Cr的含量為0.30wt%~0.70wt%。

優(yōu)選的，所述Ni的含量為0.20wt%~0.70wt%。

優(yōu)選的，所述V的含量為0.04wt%~0.12wt%。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式：一種珠光體合金鋼，其組成為：

0.72wt%~0.82wt%的C，

1.20wt%~1.60wt%的Mn，

0.60wt%~0.90wt%的Si，

0.30wt%~0.70wt%的Cr，

0.20wt%~0.70wt%的Ni，

0.04wt%~0.12wt%的V，

余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

本發(fā)明的另一個目的，在于提供所述珠光體合金鋼在制備鐵路道岔的護軌中的應用。

本發(fā)明還有一個目的，在于提供了所述珠光體合金鋼的制備方法，包括原料準備、冶煉成鋼、澆鑄成型；具體步驟如下：

a.將含鐵原料冶煉成鋼水，使冶煉得到的鋼水中碳含量>0.05wt%；

b.將冶煉后的鋼水在出鋼到鋼包的過程中進行預脫氧合金化，然后將預脫氧合金化的鋼水進行爐外精煉，使鋼水中的各種組分達到所要求；

c.對鋼水進行真空脫氣處理；

d.將真空脫氣處理后的鋼水注入連鑄中間包，并從連鑄中間包中將鋼水注入連鑄機中進行澆注；或?qū)⒄婵彰摎馓幚砗蟮匿撍苯油ㄟ^模鑄得到鋼錠。

e.對鋼坯或鋼錠進行去氫處理，處理后鋼中的氫含量低于1.5ppm。為了防止高強鋼出現(xiàn)氫致裂紋等缺陷，上述制備方法還包括在成型的鋼坯或鋼錠進行去氫處理，使處理后鋼中的氫含量低于1.5ppm。

本領域技術人員應當理解，本發(fā)明所述珠光體合金鋼的制備方法，是本領域的常規(guī)手段。本發(fā)明所述珠光體合金鋼具備的高強耐磨等優(yōu)異性能，主要緣于其合理的配方。