【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化学冶金热处理，具体涉及一种v+n微合金化高锰钢辙叉的热处理方法。
技术介绍
1、作为世界上主要的交通以及运输方式，铁路在国民经济发展以及我们生活中发挥着重要作用，辙叉作为铁轨中的一个特殊结构，是铁路干线与支线的交叉部分，它在铁路运输中起着关键作用。
2、高锰钢辙叉在在铁路辙叉选材方面占主导地位，它是碳含量在1.0％～1.4％、锰含量在11％～14％的特殊耐磨钢。高锰钢的传统热处理又称水韧处理，是将高锰钢加热至1050～1100℃左右，水淬至室温，获得单相奥氏体组织。
3、但是，这种传统的热处理方式不能充分发挥微合金元素的作用，并且高锰钢经水韧处理后获得奥氏体组织，而奥氏体组织晶体结构为面心立方，其屈服强度的显著提升较为困难。水韧处理后的高锰钢辙叉屈服强度和基体硬度都比较低，无法满足现代铁路高速、重载以及在恶劣条件下的使用要求。
4、随着社会发展和铁路运输速度的提高，人们对铁路辙叉力学性能及使用寿命提出了更高的要求，提升高锰钢材料强韧性对提高铁路辙叉使用寿命具有重要意义。
5、现有技术下，公开号为cn101429590的专利提出了一种高锰钢成分设计及热处理工艺，其工艺为600～850℃保温0.1～1小时，以5～100℃/s的冷速冷却至室温，该工艺的微合金元素使用效率很低。
6、公开号为cn104975145a的专利公开了一种微合金化高锰钢的热处理方法，其工艺为将微合金化高锰钢加热至900～1200℃后保温15～30min，以40～65℃/s的冷速冷却至48
7、而v+n微合金化促进高锰钢基体组织中析出大量v(c,n)纳米团簇，可显著提高高锰材料的屈服强度，但与此同时，这些元素也容易导致过热碳化物及未溶碳化物的产生。因此，必须对v+n微合金化新型高锰钢辙叉热处理工艺进行调整和严格控制，以发挥合金化元素提高强度的作用，同时避免有害组织的产生。对此，现提出如下技术方案。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题：提供一种v+n微合金化高锰钢辙叉的热处理方法，解决如何提高v+n微合金化高锰钢辙叉强度同时，不损伤辙叉韧性，且能提高辙叉使用寿命的技术问题。
2、本专利技术采用的技术方案：一种v+n微合金化高锰钢辙叉的热处理方法，包括如下步骤：
3、s001、分段加热保温：将铸造合金化高锰钢辙叉分段加热保温。
4、s002、水韧处理：将分段加热保温后的辙叉从开启炉门出炉至辙叉入水时间控制在不大于100秒，且水韧冷却至400℃以下出水空冷至室温或直接水冷至室温。
5、s003、时效处理：将水韧处理后的辙叉加热至400～500℃时效处理2～4小时。
6、上述技术方案中，进一步地：v+n微合金化高锰钢辙叉的化学成分及其质量百分比为：c：0.6～1.2、mn：14.0～19.0、cr：1.0～2.5、mo：0.5～1.2、v：0.3～0.5、si：0.3～0.7、n：0.008～0.016、p：≦0.035、s：≦0.03，其余为fe，且所述v+n微合金化辙叉钢的层错能为15～45mj/m2。
7、上述技术方案中，进一步地：步骤s001分段加热保温包括如下步骤：
8、s101：将铸造合金化高锰钢辙叉放入炉温不高于300℃的电阻炉或燃气加热炉中，以每小时不大于80℃的升温速度升至600～800℃进行预热保温2～3小时。
9、s102：保温结束后，再以每小时不大于200℃的升温速度升至1050～1100℃进行水韧加热保温，保温时间2～5小时。
10、上述技术方案中，进一步地：按照方法热处理后的v+n微合金化高锰钢辙叉组织为奥氏体基体及大量弥散分布在奥氏体基体上的纳米至微米级碳氮化物。
11、上述技术方案中，进一步地：按照方法热处理后的v+n微合金化高锰钢辙叉按gb/t13925-2010标准评级：过热碳化物≤g2级，未溶碳化物≤w3级，析出碳化物≤x3级；析出碳氮化物尺寸在50nm以下。
12、上述技术方案中，进一步地：按照方法热处理后的v+n微合金化高锰钢辙叉力学性能：屈服强度≥500mpa，抗拉强度≥800mpa，延伸率≥40％，冲击值(20℃)≥200j。
13、本专利技术与现有技术相比的优点：
14、1、本专利技术热处理方法可避免辙叉在加热过程中的开裂，同时可避免热处理后组织中过热碳化物、未溶碳化物及析出碳化物超标。
15、2、本专利技术热处理方法可促进高锰钢基体组织中弥散析出大量纳米级析出相，析出相一方面通过阻碍位错运动显著提高高锰钢辙叉的屈服强度，同时也会抑制孪晶的产生，提高孪晶的产生的临界应力，促使孪晶在更高应变下产生，从而使材料在更大应变范围内持续应变硬化，获得高韧性。此外，v和n促进析出的纳米碳氮化物可以对变形孪晶的产生起到抑制作用，而合理的层错能设计又使得合金在变形过程中可产生大量形变孪晶，因此纳米碳氮化物的弥散析出使得形变孪晶非常细，有利于提升合金材料强韧性。
16、3、本专利技术提高v+n微合金化高锰钢辙叉强度同时，不损伤辙叉韧性，且能提高辙叉使用寿命。
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1.一种V+N微合金化高锰钢辙叉的热处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述V+N微合金化高锰钢辙叉的热处理方法，其特征在于：所述V+N微合金化高锰钢辙叉的化学成分及其质量百分比为：C：0.6～1.2、Mn：14.0～19.0、Cr：1.0～2.5、Mo：0.5～1.2、V：0.3～0.5、Si：0.3～0.7、N：0.008～0.016、P：≦0.035、S：≦0.03，其余为Fe，且所述V+N微合金化辙叉钢的层错能为15～45mJ/m2。
3.根据权利要求1所述V+N微合金化高锰钢辙叉的热处理方法，其特征在于，步骤S001所述分段加热保温包括如下步骤：
4.根据权利要求1或2所述V+N微合金化高锰钢辙叉的热处理方法，其特征在于：按照所述方法热处理后的V+N微合金化高锰钢辙叉组织为奥氏体基体及大量弥散分布在奥氏体基体上的纳米至微米级碳氮化物。
5.根据权利要求1或2所述V+N微合金化高锰钢辙叉的热处理方法，其特征在于，按照所述方法热处理后的V+N微合金化高锰钢辙叉按GB/T13925-2010标准评级：过热碳化
6.根据权利要求1或2所述V+N微合金化高锰钢辙叉的热处理方法，其特征在于，按照所述方法热处理后的V+N微合金化高锰钢辙叉力学性能：屈服强度≥500MPa，抗拉强度≥800MPa，延伸率≥40％，冲击值(20℃)≥200J。
...【技术特征摘要】
1.一种v+n微合金化高锰钢辙叉的热处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述v+n微合金化高锰钢辙叉的热处理方法，其特征在于：所述v+n微合金化高锰钢辙叉的化学成分及其质量百分比为：c：0.6～1.2、mn：14.0～19.0、cr：1.0～2.5、mo：0.5～1.2、v：0.3～0.5、si：0.3～0.7、n：0.008～0.016、p：≦0.035、s：≦0.03，其余为fe，且所述v+n微合金化辙叉钢的层错能为15～45mj/m2。
3.根据权利要求1所述v+n微合金化高锰钢辙叉的热处理方法，其特征在于，步骤s001所述分段加热保温包括如下步骤：
4.根据权利要求1或2所述v+n微合金...
【专利技术属性】
技术研发人员：严安宁，严则会，施庆峰，高尚君，孙俊杰，李军志，
申请(专利权)人：中铁宝桥集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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