[發(fā)明專利]一種貝氏體鋼軌件的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410011953.8
• 申請日: 2014-01-10
• 公開（公告）號: CN103820734A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧璐嬌
• 申請（專利權(quán)）人: 盧璐嬌
• 主分類號: C22C38/58
• 分類號: C22C38/58;C21D8/00
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11369
• 代理人: 劉冬梅;羅娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種貝氏體鋼的制造方法、該貝氏體鋼以及由該貝氏體鋼制成的鋼軌件。

背景技術(shù)

隨著鐵路運輸事業(yè)向高速、重載方向的不斷發(fā)展，對鋼軌及道岔的性能也相應提出了越來越高的要求。鐵路作為運輸?shù)拇髣用}，在我國，鐵路里程的增長不能滿足經(jīng)濟高速增長的需求，因此需要提高列車速度和增加載重來提高運力，致使現(xiàn)有鐵軌由于超負荷的運力導致?lián)Q軌頻繁，線路檢查負擔加劇，尤其在曲線、重載線路中，有的鋼軌使用僅半年就因磨損加劇而換掉，不但造成了資源的巨大浪費，而且影響了鐵路正常運輸。

目前，國內(nèi)外鋼軌的用材基本上是珠光體鋼，提高其性能主要是通過合金化或表面淬火手段，可將其強度提高至1150-1250MPa。理論和實踐證明，這一強度指標已接近珠光體鋼的極限，更為重要的是，無法從根本上解決沖擊韌性偏低(約8J/cm或更低)的問題。

目前我國鋼軌生產(chǎn)鋼種主要有880MPa級的U71Mn和980MPa級的U75V二種，其軌腰沖擊韌性值低于8J/cm。為了提高鋼軌的耐磨性，還將一部分鋼軌進行軌頭熱處理(欠速淬火)使用。一方面鋼軌品種短缺，另一方面其使用壽命短，是致使換軌頻繁的內(nèi)在原因。這就迫使鋼軌工作者去研究、開發(fā)新的替代鋼種，以改變這種狀況。

眾所周知，鋼的珠光體組織強度低、韌性好(與馬氏體相比)，馬氏體組織強度高韌性低，易脆斷，而貝氏體組織由于其轉(zhuǎn)變溫度介于珠光體和馬氏體之間，金相為復相組織，具有良好的強韌性。因此貝氏體鋼軌的使用性能極佳，其較高的強度增強了鋼軌的耐磨性，從而會使鋼軌的使用壽命大大提高。因此，貝氏體在鋼軌上得到了越來越廣泛的應用。

授權(quán)公告號為CN101921971A的中國專利公開了一種曲線和重載鋼軌用貝氏體鋼和貝氏體鋼軌及其生產(chǎn)方法，其中，曲線和重載貝氏體鋼軌的生產(chǎn)方法包括以下過程：(1)冶煉：依次經(jīng)過轉(zhuǎn)爐冶煉-鋼包精煉-真空處理-連鑄，得到含有下述重量百分含量化學元素的貝氏體鋼坯：C?0.16-0.25，Si?0.70-1.20，Mn?2.10-2.40，P≤0.025，S≤0.015，Cr?0.6-1.2，Mo?0.15-0.40，Ni?0-0.7，其余為Fe和雜質(zhì)；(2)熱軋：貝氏體鋼坯經(jīng)過熱軋，得到熱軋貝氏體鋼軌；(3)熱處理：熱軋后的鋼軌進行整體熱處理，熱處理是先加熱到880～920℃并保溫1-3小時，然后以10-20℃/分鐘的速度風冷冷卻到350～300℃，再自然冷卻到室溫，最后經(jīng)200-350℃保溫4～8小時進行時效處理。在上述生產(chǎn)過程中，經(jīng)過熱軋的貝氏體鋼坯先冷卻至一定溫度，再將貝氏體鋼坯加熱至880～920℃進行熱處理，這種生產(chǎn)方法存在以下幾點缺陷：熱處理過程非常消耗能源，整個生產(chǎn)周期長，同時，貝氏體鋼的力學性能還有待提高；另外，在冷卻過程中，貝氏體鋼坯的腳部接觸冷床，因此，腳部與頭部之間的冷卻速度存在差異，將影響鋼坯整體的冷卻效果，甚至導致鋼坯發(fā)生變形，或者生成其他的晶相組織。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種節(jié)省能源、生產(chǎn)周期短、不發(fā)生變形的貝氏體鋼軌件的制造方法。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

一種貝氏體鋼軌件的制造方法，包括以下步驟：

步驟一、對貝氏體鋼坯進行熱軋?zhí)幚?，終軋溫度為880～930℃，按重量百分比計，所述貝氏體鋼坯包含：C?0.16～0.25％，Si?0.70～1.20％，Mn2.10～2.40％，P≤0.025％，S≤0.015％，Cr?0.6～1.2％，Mo?0.15～0.40％，Ni0～0.7％，其余為Fe和雜質(zhì)；

步驟二、利用冷卻裝置對貝氏體鋼坯進行冷卻處理，所述冷卻裝置包括兩個通氣管道，兩個通氣管道分別設(shè)置在所述貝氏體鋼坯的兩側(cè)，平行于所述貝氏體鋼坯的延伸方向，任一個通氣管道的橫截面具有與所述貝氏體鋼坯的半外輪廓一致的形狀，所述貝氏體鋼坯的半外輪廓為以所述貝氏體鋼坯的對稱面分割所述貝氏體鋼坯所得到的部分，且任一個通氣管道與所述貝氏體鋼軌之間保持寬度為0～1mm的間隙，任一個通氣管道的頭部設(shè)置有沿該通氣管道的長度方向均勻分布的若干進氣口，任一個通氣管道的尾部設(shè)置有沿該通氣管道的長度方向均勻分布的若干出氣口，一個進氣口和一個出氣口位于貝氏體鋼坯的一個橫截面上，同時向兩個通氣管道的所有的進氣口通入空氣，將處于所述終軋溫度的貝氏體鋼坯連續(xù)冷卻至設(shè)定溫度T，停止冷卻，所述設(shè)定溫度T為226℃≤T≤300℃，冷卻速度V為0.56℃/s＜V≤1.5℃/s，得到貝氏體鋼軌件，所述貝氏體鋼軌件含有貝氏體組織，剩余為馬氏體組織