本发明专利技术公开了一种铁路辙叉心轨用贝氏体钢的制备工艺，该贝氏体钢用的化学成分以重量百分数计由下列组份组成：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％，其他为铁和不可避免杂质，所述制备方法包括如下步骤：1）冶炼并浇注；2）电渣重熔；3）锻造；4）热处理。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钢铁冶金
，尤其涉及一种铁路辙叉心轨用贝氏体钢的制备工艺。
技术介绍
世界经济的发展，尤其是国内经济的快速发展，人口流动量和货物周转量急剧攀升，这就对承担着60％以上运输任务的铁路列车提出了更高的要求。我国为了适应国内经济快速发展的需要，在最近几年内先后进行了六次大提速，近期国家又确立了大力发展高速铁路的中长期战略目标和规划，然而，随着列车运行速度的提高，必将带来更大的惯性，产生更大的冲击和颠簸，为了保证高速列车的安全性和可靠性，这就对辙叉心轨提出了更高的要求。国内现行辙叉为整铸型辙叉，即采用整体铸造的形式将心轨、翼轨、叉跟轨及其他部件铸造在一起，称为高锰钢辙叉，这种结构形式的高锰钢弊端是：①化学成分匹配不合理、合金化效果差，如常用的ZGMn13的化学成分范围是：C 1.00～1.45；Mn 11.0～14.00；Si 0.30～1.00其余为少量元素如Cr、Mo、S、P等，这种成分配方所组成的材料，C含量较高，冲击性能差、强度低、抗疲劳性能差，不适应于该产品的工作环境。②由于整铸型高锰钢辙叉结构形式复杂，其工艺决定了在浇注时钢液的流动性差异很大，结晶时差较大，必然造成其组织致密度很差，晶粒粗大无法消除，疏松、气孔、夹杂等铸造缺陷在所难免，这就必将造成其性能指标如强度、塑性、韧性、冲击、耐磨、疲劳等较低，导致使用寿命低。目前，平均使用寿命在1亿吨左右，这样的使用寿命给繁忙的铁路运输带来了一系列问题。a、在正线铁路轨道，一般1年需更换2次，这样的频繁更换影响正常的铁路运输秩序，是造成列车晚点、列车暂停、也是运输拥挤的重要原因之一。b、由于使用寿命低造成铁路建设和维护的成本加大，严重影响着铁路运输的经济效益和社会效益。③由于整铸型高锰钢辙叉未经过电渣重熔(精炼)和锻造，性能离散度较大，且高锰钢辙叉制造过程中的不确定因素较多，造成其性能离散度较大，这种性能离散度常因局部缺陷造成非正常损坏，给铁路运输的可靠性和安全性产生极为不利的影响，甚至会造成事故隐患。④整铸型高锰钢辙叉产品档次低，不适应我国铁路运输安全、高速、重载的需要：从我国铁路运输开始至今，高锰钢辙叉只是在成分、结构形式发生过变化，而铸态组织一直未变，这样的组织形态造成其产品档次仍然停留在原始状态，无法适应目前我国铁路运输安全、高速、重载的需要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种铁路辙叉心轨用贝氏体钢的制备工艺，该贝氏体钢克服现有技术中高锰钢的缺陷，更适应当今高速铁路的发展需求。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种铁路辙叉心轨用贝氏体钢的制备工艺，该贝氏体钢用的化学成分以重量百分数计由下列组份组成：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％，其他为铁和不可避免杂质，所述制备方法包括如下步骤：1）电炉冶炼，炉外精炼，并调整化学成分，使其满足上述范围，调整浇注温度浇注成坯；2）电渣重熔，采用的渣系为氧化铝40％，氧化钙16％，氟化钙36％，氧化硅8％；渣量为80mm-100mm；浇注成铸锭；3）锻造：将第2）步获得铸锭加热至1230-1250℃，保温2-4小时，然后进行模锻，终锻温度为930-950℃；4）热处理：淬火加热温度为960-980℃，加热时间为2-3小时，水淬；一次回火加热温度为510-530℃，保温时间为2-3小时，出炉后水冷至室温；二次回火温度为200-230℃，保温时间为3-4小时，出炉后空冷至室温。本专利技术中合金元素的作用为：C：碳有很强的固溶强化作用，但是本专利技术为了获得优良的焊接性能及低温韧性而降低了含碳量，同时为能获得低碳贝氏体板条，而将含碳量定在0.03～0.05％。Si：Si起到固溶强化作用，添加Si能提高强度，Si还有抑制渗碳体的析出，提高钢的回火温度的作用。Mn：Mn在钢中起到固溶强化和提高淬透性的作用，控制Mn/C比可以改善钢的韧性。B：B能明显抑制铁素体在奥氏体晶界的形核，可以在较大的冷速范围内都能获得贝氏体组织。Mo：Mo能抑制了铁素体转变，降低贝氏体转变温度，细化有效组织。Cr：添加Cr能大幅度的提高钢的强度，但是添加过多会影响刚的低温韧性。Ni：提高钢的强韧性。V、Ti、Cu微合金元素：添加这些微合金元素能起到细化晶粒及析出强化、固溶强化等作用。本专利技术具有如下有益效果：化学成份配比合理，合金化效果好；制造成本低；锻造比大；金属组织的致密度良好；本体的力学性能好；具体指标是：①强度指标拉伸强度σb≥1430MPa屈服强度σs≥1210MPa②塑性、韧性指标延伸率A≥16％断面收缩率Z≥41％冲击韧性Aku≥130J/cm2(室温+20℃)Aku≥58J/cm2(-40℃)③硬度指标43～45HRC④疲劳寿命≥2.7×106⑤焊接性能指标碳当量CE≤0.32％冷裂敏感系数≤0.23％⑥金相组织组织形态：贝氏体+少量马氏体非金属夹杂物：≤1.5级晶粒度：≥7级具体实施方式实施例一一种铁路辙叉心轨用贝氏体钢的制备工艺，该贝氏体钢用的化学成分以重量百分数计由下列组份组成：C：0.03％，Si：0.5％，Mn：1.8％，P：≤0.007％，S：≤0.006％，N≤0.0040％，Mo：0.45％，Ti：0.03％，Cr：0.8％，Ni：0.9％，Cu：0.5％，V：0.020％，B：0.004％，Als：0.01％，其他为铁和不可避免杂质，所述制备方法包括如下步骤：1）电炉冶炼，炉外精炼，并调整化学成分，使其满足上述范围，调整浇注温度浇注成坯；2）电渣重熔，采用的渣系为氧化铝40％，氧化钙16％，氟化钙36％，氧化硅8％；渣量为80mm；浇注成铸锭；3）锻造：将第2）步获得铸锭加热至1230℃，保温4小时，然后进行模锻，终锻温度为930℃；4）热处理：淬火加热温度为960℃，加热时间为3小时，水淬；一次回火加热温度为510℃，保温时间为3小时，出炉后水冷至室温；二次回本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种铁路辙叉心轨用贝氏体钢的制备工艺，其特征在于，该贝氏体钢用的化学成分以重量百分数计由下列组份组成：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％，其他为铁和不可避免杂质，所述制备方法包括如下步骤：1）电炉冶炼，炉外精炼，并调整化学成分，使其满足上述范围，调整浇注温度浇注成坯；2）电渣重熔，采用的渣系为氧化铝40％，氧化钙16％，氟化钙36％，氧化硅8％；渣量为80mm‑100mm；浇注成铸锭；3）锻造：将第2）步获得铸锭加热至1230‑1250℃，保温2‑4小时，然后进行模锻，终锻温度为930‑950℃；4）热处理：淬火加热温度为960‑980℃，加热时间为2‑3小时，水淬；一次回火加热温度为510‑530℃，保温时间为2‑3小时，出炉后水冷至室温；二次回火温度为200‑230℃，保温时间为3‑4小时，出炉后空冷至室温。...
【技术特征摘要】
1.一种铁路辙叉心轨用贝氏体钢的制备工艺，其特征在于，该贝氏体钢用
的化学成分以重量百分数计由下列组份组成：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％，其他为铁和不可避免杂质，所述制备方法包括如下步骤：
1）电炉冶炼，...
【专利技术属性】
技术研发人员：华兆红，
申请(专利权)人：无锡市森信精密机械厂，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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