本发明专利技术公开了一种用于单轨道岔极低屈强比钢，其化学元素成分按重量百分比包括：C：0.02～0.16%，Si：0.15～0.50%，Mn：0.80～1.80%，P：0.004～0.015%，S：≤0.005%，Nb：0.010～0.050%，Ti：0.008～0.020%，Ni：0.25～0.45%，Cr：0.40～0.60%，Cu：0.25～0.45%，Al：0.015～0.050%，余量为Fe和杂质；本发明专利技术通过利用回火工艺获得晶粒大小适中的软相铁素体+硬相珠光体组成的组织，从而得到了具有极低屈强比的单轨道岔用钢板。
A very low yield ratio steel for single track turnout and its production method
【技术实现步骤摘要】
一种用于单轨道岔极低屈强比钢及其生产方法
本专利技术涉及一种用于单轨道岔极低屈强比钢及其生产方法。
技术介绍
跨坐式单轨交通具有占地少、噪声低、遮挡光线少、适应地形能力强等特点。重庆市新建的轻轨较新线是我国首次采用跨坐式单轨技术。跨坐式单轨系统中的道岔结构和操作控制方式与常规的轮轨交通系统完全不同，它构成复杂，形式多样。单轨道岔的基本构成为了保证列车在转线过程中的安全平稳，跨座式单轨道岔采用了与轨道梁相似的梁式结构，由一组互相联结、关节间可转动的钢箱梁组成，主要分为道岔结构、转辙驱动系统及信号控制系统3个部分。单轨道岔由道岔梁、指形接手组、十字形铰、尾轴装置等部件组成。其中道岔梁是用钢板焊接而成的箱形梁，梁顶面为车辆承重轮运行的走行面，梁侧面布设有车辆水平轮运行的导向面和稳定面。单轨道岔是实现列车转线运行的重要设备，单轨道岔要承受扭曲力、冲击力等车辆运行载荷的反复作用，必须有足够的刚度和疲劳强度；而且单轨道岔为钢箱梁结构，露天转撤运用，应具有高效的防尘、防潮、抗酸雨侵蚀的能力和防腐、绝缘及断电安全保护措施。单轨道岔钢板对组织和成分的均匀性有严格的要求。一方面对冶炼提出高标准高要求，另外一方面要加入铬镍铜等合金元素提升钢板的耐大气腐蚀性能，加入适量的微合金化元素提升低温冲击韧性，并且配合低碳设计来利于焊接性。在成分设计的基础上配以合适的轧制与热处理工艺，保证钢板具有稳定良好的综合使用性能以及焊接加工性能。在CN102839268A中公开一种贝氏体道岔钢轨的热处理方法使得道岔钢轨具有良好的平直度。但是该专利中的道岔钢是一种强度在1000MPa以上的高强高碳成分设计的钢种，碳当量高，焊接性能不佳；该专利中的道岔钢-40℃低温冲击韧性在55-99J之间，没有达到-40℃低温冲击韧性≥200J以上的水平；该专利中的道岔钢屈强比介于0.79-0.83之间，没有实现保持高的低温冲击韧性下同时满足屈强比≤0.75的水平。在CN104894484A中公开一种火车道岔用钢的制造方法。但是该专利中的道岔钢是一种高强高碳高硅高铬的成分设计，尽管采用了热处理方法对成分偏析导致晶粒大小不均匀带来的性能不均匀现象进行了改善，但是该工艺方法需要进行多次加热与保温处理，该方法并不简单易行，也不利于高效率组织大批量生产。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提供一种用于单轨道岔极低屈强比钢及其生产方法，通过利用回火工艺获得晶粒大小适中的软相铁素体+硬相珠光体组成的组织，从而得到了具有极低屈强比的单轨道岔用钢板。本专利技术解决以上技术问题的技术方案是：一种用于单轨道岔极低屈强比钢，其化学元素成分按重量百分比包括：C：0.02～0.16％，Si：0.15～0.50％，Mn：0.80～1.80％，P：0.004～0.015％，S：≤0.005％，Nb：0.010～0.050％，Ti：0.008～0.020％，Ni：0.25～0.45％，Cr：0.40～0.60％，Cu：0.25～0.45％，Al：0.015～0.050％，余量为Fe和杂质。本专利技术进一步限定方案：前述的其化学元素成分按重量百分比包括：C：0.10-0.15％，Si：0.30-0.40％，Mn：0.80-1.20％，P：0.004-0.009％，S：≤0.004％，Nb：0.016-0.019％，Ti：0.008-0.010％，Ni：0.38-0.42％，Cr：0.40-0.46％，Cu：0.25-0.27％，Al：0.015-0.021％，余量为Fe和杂质。前述的其化学元素成分按重量百分比包括：C：0.08-0.13％，Si：0.15-0.20％，Mn：1.10-1.22％，P：0.009-0.012％，S：≤0.003％，Nb：0.010-0.013％，Ti：0.013-0.018％，Ni：0.25-0.27％，Cr：0.45-0.55％，Cu：0.28-0.35％，Al：0.018-0.036％，余量为Fe和杂质。前述的其化学元素成分按重量百分比包括：C：0.02-0.06％，Si：0.15-0.19％，Mn：1.20-1.30％，P：0.007-0.009％，S：≤0.002％，Nb：0.02-0.025％，Ti：0.015-0.018％，Ni：0.30-0.35％，Cr：0.42-0.46％，Cu：0.30-0.38％，Al：0.021-0.038％，余量为Fe和杂质。本专利技术还提供一种用于单轨道岔极低屈强比钢的生产方法，具体包括以下步骤：(1)铸坯加热：铸坯入炉进行加热，奥氏体化温度为1150℃-1250℃；(2)轧制两阶段完成轧制：第一阶段轧制：粗轧温度为1000-1050℃，在轧制过程采用高压水除磷1-2次；第二阶段轧制：精轧温度为950-1000℃，随后层流冷却，返红温度为550-650℃，冷却速率为1-10℃/s；(3)热处理工艺：进行回火处理，回火温度为450-600℃，回火保温时间20-50min，然后随空气冷却。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过简单的热处理方法，可以消除TMCP无法消除由于铸坯中成分偏析形成的带状组织，形成的组织细化，趋于均匀；通过回火处理后，得到软相铁素体和硬相珠光体组成的组织，其中部分铁素体沿轧方明显有拉长的趋势，这种变形的博饼状组织使有效晶粒尺寸细化，对提高强度有利；同时晶粒大小适中，尺寸在10-13.5μm之间，晶粒度为9.5-10.0级，这种合适的晶粒大小，既利于得到合适的强韧性匹配，同时屈服强度提升幅度较抗拉强度低从而利于获得低屈强比钢板，获得极低低屈强比，实现了屈强比≤0.75，并且具有一定的富余量，从而钢板的强度储备大，结构越安全。附图说明图1为实施例1回火处理后得到单轨道岔用钢板在金相显微镜下典型的组织形貌。具体实施方式一种用于单轨道岔极低屈强比钢，其化学元素成分按重量百分比如表1所示。上述一种用于单轨道岔极低屈强比钢的生产方法，具体包括以下步骤：(1)铸坯加热：铸坯入炉进行加热，奥氏体化温度为1150℃-1250℃；(2)轧制两阶段完成轧制：第一阶段轧制：粗轧温度为1000-1050℃，在轧制过程采用高压水除磷1-2次；第二阶段轧制：精轧温度为950-1000℃，随后层流冷却，返红温度为550-650℃，冷却速率为1-10℃/s；(3)热处理工艺：进行回火处理，回火温度为450-600℃，回火保温时间20-50min，然后随空气冷却。图1为实施例1回火处理后得到单轨道岔用钢板在金相显微镜下典型的组织形貌，可以发现组织均匀，晶粒大小适中，有利于满足强韧匹配的同时可以降低钢板的屈强比。表2为一种用于单轨道岔极低屈强比钢生产方法的工艺参数。回火处理后的力学拉伸性能见表3。表1本专利技术实施例的化学成分(wt％)<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于单轨道岔极低屈强比钢，其特征在于：其化学元素成分按重量百分比包括：C：0.02～0.16％，Si：0.15～0.50％，Mn：0.80～1.80％，P：0.004～0.015％，S：≤0.005％，Nb：0.010～0.050％，Ti：0.008～0.020％，Ni：0.25～0.45％，Cr：0.40～0.60％，Cu：0.25～0.45％，Al：0.015～0.050％，余量为Fe和杂质。/n
【技术特征摘要】
1.一种用于单轨道岔极低屈强比钢，其特征在于：其化学元素成分按重量百分比包括：C：0.02～0.16％，Si：0.15～0.50％，Mn：0.80～1.80％，P：0.004～0.015％，S：≤0.005％，Nb：0.010～0.050％，Ti：0.008～0.020％，Ni：0.25～0.45％，Cr：0.40～0.60％，Cu：0.25～0.45％，Al：0.015～0.050％，余量为Fe和杂质。
2.根据权利要求1所述的用于单轨道岔极低屈强比钢，其特征在于：其化学元素成分按重量百分比包括：C：0.10-0.15％，Si：0.30-0.40％，Mn：0.80-1.20％，P：0.004-0.009％，S：≤0.004％，Nb：0.016-0.019％，Ti：0.008-0.010％，Ni：0.38-0.42％，Cr：0.40-0.46％，Cu：0.25-0.27％，Al：0.015-0.021％，余量为Fe和杂质。
3.根据权利要求1所述的用于单轨道岔极低屈强比钢，其特征在于：其化学元素成分按重量百分比包括：C：0.08-0.13％，Si：0.15-0.20％，Mn：1.10-1.22％，P：0.009-0.012％，S：≤0.003％，Nb：0.010-0.013％，Ti：0.013-0.018％，Ni：0.25-0.27％，Cr：0.45-0.55％，Cu：0.28-0.35％，Al：0.018-0.036％...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐春霞，邓伟，楚觉非，崔强，王军，孟令明，尹雨群，
申请(专利权)人：南京钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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