本发明专利技术公开了一种用于高铁的稀土合金钢：所述的一种用于高铁的稀土合金钢，其化学成分为：C:0.05％～0.20％；P：0.002％～0.005％；N:0.002％～0.005％；Mn：1.20～1.50％；Ni:0.20％～0.80％；Al：0.02％～0.50％；La:0.005％～0.04％；Ti:0.30％～0.50％；H:0.002％～0.006％；Cu：0.05％～0.08％；Sc：0.02％～0.09％；余量为Fe和少量杂质。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属材料领域，尤其涉及一种用于高铁的稀土合金钢。
技术介绍
高铁技术已经在我国有了非常广泛的应用。而高铁轨道和机车的主要是由钢铁材料构成的，因此高铁的快速性和安全性很大程度上取决于用于高铁轨道和机车钢铁材料质量的好坏。稀土合金钢一般是指含有一定稀土元素的钢铁材料。随着对钢铁材料研究的不断深入，稀土合金钢作为一种具有良好深冲性能和机械性能的钢铁材料被广泛的应用石油化工，工程机械，汽车制造，高铁等领域。传统的金属材料和稀土合金钢相比有着很多的不足，具体表现为：1传统金属材料相比稀土合金钢材料的机械硬度不足，难以承受高铁快速行驶的时候造成的大量机械应力；2传统的金属材料的抗疲劳性较差，因为高铁轨道和高铁机车需要长时间的工作，这就要求所需材料有很好的抗疲劳性。3传统金属材料抗腐蚀性能较差，由于高铁轨道和机车长期暴露于大气中需要有较好的抗腐蚀能力。中国专利201410802180.5，专利技术名称为一种耐腐蚀稀土合金钢，本专利技术公开了一种耐腐蚀稀土合金钢，涉及稀土合金钢领域，按质量百分比计，该稀土合金钢包括0％～0.10％的C，0.20％～0.50％的Si，0.40％～0.60％的Mn，0％～0.018％的P，0％～0.005％的S，1.8％～2.0％的Cr，0％～0.3％的Ni，0.30％～0.50％的Mo，0.04％～0.08％的Al，0.08％～0.12％的V，0.04％～0.08％的Nb，0％～0.20％的Cu，0.005％～0.03％的稀土，余量为Fe，稀土包括20％～40％的La、40％～50％的Ce、15％～20％的Nd和1％～5％的Pr。其不足是该耐腐蚀稀土合金钢的机械加工性能不好。中国专利201210505629.2，专利技术名称为一种合金钢，本专利技术公开了一种合金钢的配方，该合金钢的重量百分比是，0.45-0.52％的碳，0.24-0.25％的硅，0.3-0.35％的锰，0.3-0.5％的铬，0.6-1.0％的镍，0.03％的钼，0.06％的钴，0.08％的矾，0.6％的钨，0.0001％的钛，0.003％的硼余量为铁。通过正火过程获取大量的珠光基体，并通过选择盐浴等温淬火，使合金钢的奥氏体转变成下贝氏体组织，使得合金硬度、耐磨性能及表面耐热性能均得到很大的提高。其不足是没有加入稀土元素因此合金钢的韧性和强度不好。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术目的是给出一种用于高铁的稀土合金钢，为实现本专利技术的上述目的，本专利技术采用如下技术方案：钢中的硫，磷，氢，氮等元素会直接影响用于高铁的稀土合金钢的质量。硫在固态钢铁材料中往往以FeS的形式夹杂在钢铁材料内。硫是钢铁材料的一种有害元素。即使钢中的含硫量不高，也会出现Fe+FeS共晶。钢在凝固时，共晶组织中的铁依附在先共晶相，铁晶体中生长，最后把FeS留在晶界出，形成离异共晶。Fe+FeS共晶的熔化温度很低（989），而加工温度一般为1150-1250，这时位于晶界上的Fe+FeS共晶已处于熔融状态，从而导致热加工时开裂。另一方面，适当的硫元素可以提高所述用于高铁的系稀土合金钢的机械加工性能。若硫含量为0.08%-0.2%，则该钢为易切削钢。为了防止所述用于高铁的稀土合金钢中硫对材料带来的不良性能，需要在所述用于高铁的系统合金钢中加入适当的锰元素。由于锰与硫的亲和力大约铁与硫的亲和力，所以在含较多的锰的钢中，硫更加容易与锰形成MnS，避免了FeS的形成。MnS的熔点为1600，高于热加工温度，并在高温下具有一定的塑性，因此对钢铁材料的性能影响较小。因此通常需要设定所述的用于高铁的稀土合金钢的锰含量是硫含量的5-10倍。磷元素一般来说对钢铁材料来说是一种有害元素。无论是在高温还是低温，磷在铁中具有较大的溶解度，所以钢中的磷都固溶于铁中。磷具有很强的固溶强化作用，它使得钢的强度和硬度有了显著的提高，但同时严重的下降了钢的韧性，尤其是低温韧性。此外，磷还具有严重的偏析倾向，并且它在和中的扩散速度很小，很难用热处理的方法予以消除。在一定条件下磷也是有一定的有益作用的。它可以降低铁素体的韧性从而提高钢的机械加工性能。一般认为氮元素对钢铁材料而言是一种有害元素。由于氮元素在淬火时效和应变时效会造成不利的影响。氮元素在的溶解度在591时最大，约为0.1%。随着温度的降低，其溶解度会迅速下降，在正常室温时其溶解度一般小于0.001%。如果将含氮较高的钢铁材料从高温急速冷却下来（淬火），就会得到氮元素在中的过饱和的固溶体。此类钢铁材料在室温下长期放置或稍微加热时，氮就逐渐以氮化铁的形式从铁素体中析出，使钢的强度硬度升高，塑性韧性下降，使钢材变脆。另外含氮的钢材经过冷塑变形后，性能也随着时间而变化，即强度和硬度升高，塑性和韧性明显下降。因此淬火时效和应变时效对所述的用于高铁的稀土合金钢的影响都是十分有害的。为了克服氮元素的不利影响，在所述用于高铁的稀土合金钢中加入足够数量的铝，铝能够与氮元素结合形成AlN，这样就可以减弱或完全消除这两种在较低温度下发生的时效现象。同时AlN能有阻碍加热时奥氏体晶粒的长大，从而起到细化晶粒的作用。因此一般情况下要保持氮元素的质量分数小于0.005%，铝元素的质量分数大于0.02%。对于稀土合金来说珠光体之间的距离很大程度上会影响整个稀土合金的物理特性。用S0来表示珠光体组织粗细程度的一个主要指标。珠光体片间距的大小主要取决于过冷度，即珠光体的形成温度，而奥氏体晶粒度和均匀性无关。过冷度越大，珠光体的形成温度越低，片间距越小。可以用以下的经验公式来表达。式中表示珠光体片间距，表示过冷度。本专利技术所述的一种用于高铁的稀土合金钢，其化学成分为：C:0.05％～0.20％；P：0.002％～0.005％；N:0.002％～0.005％；Mn：1.20～1.50％；Ni:0.20％～0.80％；Al：0.02％～0.50％；La:0.005％～0.04％；Ti:0.30％～0.50％；H:0.002％～0.006％；Cu：0.05％～0.08％；Sc：0.02％～0.09％；余量为Fe和少量杂质。具体实施方式实施例1：所述的一种用于高铁的稀土合金钢，其化学成分为：C:0.12％；P：0.003％；N:0.004％；Mn：1.20％；Ni:0.50％；Al：0.03％；La:0.015％；Ti:0.35％；H:0.002％；Cu：0.06％；Sc：0.03％；余量为Fe和少量杂质。实施例2：所述的一种用于高铁的稀土合金钢，其化学成分为：C:0.06％；P：0.004％；N:0.005％；Mn：1.50％；Ni:0.80％；Al：0.50％；La:0.025％；Ti:0.40％；H:0.006％；Cu：0.07％；Sc：0.04％；余量为Fe和少量杂质。实施例3：所述的一种用于高铁的稀土合金钢，其化学成分为：C:0.12％；P：0.002％；N:0.003％；Mn：1.30；Ni:0.80％；Al：0.03％；La:0.04％；Ti:0.50％；H:0.002％；Cu：0.06％；Sc：0.03％；余量为Fe和少量杂质。本文档来自技高网...
【技术保护点】
所述的一种用于高铁的稀土合金钢，其化学成分为：C:0.05％～0.20％；P：0.002％～ 0.005％；N:0.002％～ 0.005％；Mn：1.20～ 1.50％；Ni:0.20％～0.80％；Al：0.02％～ 0.50％；La:0.005％～ 0.04％；Ti:0.30％～ 0.50％；H:0.002％～ 0.006％；Cu：0.05％～ 0.08％；Sc：0.02％～ 0.09％；余量为Fe和少量杂质。
【技术特征摘要】
1.所述的一种用于高铁的稀土合金钢，其化学成分为：C:0.05％～0.20％；P：0.002％～0.005％；N:0.002％～0.005％；Mn：1.20～1.50％；Ni:0.20％～0.80％；A...
【专利技术属性】
技术研发人员：李征，
申请(专利权)人：李征，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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