专利名称：高应力高强韧性的铁路弹条用钢的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种合金钢，特别是一种铁路弹条用钢。
现有的铁路扣件一般采用I型弹条，它的技术要求是疲劳试验载荷为8.50KN，载荷振幅为8.0KN～9.5KN，疲劳寿命为200万次，残留变形小于或等于1mm；I型弹条的技术指标远不能满足当今铁路运输高速发展的需要，要使火车在铁轨上提高时速，作为重要措施之一，就是将固定铁路路轨的弹条的工作应力提高，以增强铁路路轨的固紧力，提高火车提速后运行的平稳性。为此，铁道部专业设计院“专线3351”的设计图和相应的使用要求，对高应力的II型弹条作了如下规定疲劳试验载荷为10.0KN，载荷振幅为9.50KN～11.0KN，疲劳寿命为500万次，残留变形小于或等于-1mm；针对这一规定，铁道部明确指定II型弹条所采用的材料是高性能弹簧钢，即60Si2CrVA或60Si2CrA，这两种材料虽然强度高，松弛抗力好，但其最大的缺点就是韧性储备少，有时其疲劳寿命仅有128万次和136万次，远不能满足要求，而且制造弹条成本高，所造的弹条裂纹敏感性高，容易出现断裂，使用可靠性不足。
本发明的目的是提供一种高应力高强韧性的铁路弹条用钢，它合金成分简单，合金含量低，价格便宜，可大大提高其疲劳寿命。
发明的目的是通过这样的技术方案实现的，它以C、Mn、Si、V、B为主要合金元素，化学成分范围(％wt.)为C0.30～0.60，Mn0.90～1.65，Si0.70～1.40，V0.04～0.11，B 0.0005～0.0035。
这一成分的设计主要是基于钢的微合金化原理和碳化矾的固溶度积方程，充分利用我国富有的V和B的资源，并充分发挥条状马氏体的高强韧性的性能特点，利用了近年来有关弹簧钢松弛抗力和碳化物形态对弹簧钢松弛抗力影响的研究成果，使新设计的弹条用钢在具有适当的松弛抗力的前提下，尽可能地改善其强韧性匹配，以提高弹条的使用的可靠性和疲劳寿命。
其处理工艺为淬火温度为860～920℃，回火温度为380～500℃。
其性能为σ0.21300MPa～1600MPa；σb 1400MPa～1800MPa；σ5 6～8％；ψ 25～50％。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点1、合金成分简单，热处理工艺简单，制造方便；2、合金含量低，制造成本低，价格便宜，每吨原材料可较60Si2CrVA降低价格40％，可较60Si2CrA降低15～25％；3、韧性储备好，裂纹敏感性低，不会出现突然断裂；4、疲劳寿命高，在预加载荷为10KN，载荷振幅为9.50KN～11.0KN的条件下进行疲劳试验，其疲劳寿命大于500万次，残留变形小于或等于1.0mm。
权利要求
1.一种高应力高强韧性的铁路弹条用钢，其特征在于以C、Mn、Si、V、B为主要合金元素，化学成分范围(％wt.)为C0.30～0.60，Mn0.90～1.65， Si0.70～1.40，V0.04～0.11，B 0.0005～0.0035。
2.如权利要求1所述的高应力高强韧性的铁路弹条用钢，其处理工艺为淬火温度为860～920℃，回火温度为380～500℃。
全文摘要
一种高应力高强韧性的铁路弹条用钢,其特征在于:以C、Mn、Si、V、B为主要合金元素,化学成分范围(%wt)为:C:0.30～0.60,Mn:0.90～1.65,Si:0.70～1.40,V:0.04～0.11,B:0.0005～0.0035。本发明具有合金成分简单、制造成本低、强韧性好、裂纹敏感性低、疲劳寿命高和使用可靠等优点,是一种适用于高应力铁路弹条的新型用钢。
文档编号C22C38/12GK1243887SQ98112168
公开日2000年2月9日 申请日期1998年7月31日 优先权日1998年7月31日
发明者马鸣图, 张光南, 李志刚, 王晓华, 马豫昊, 袁运连 申请人:马鸣图, 李志刚, 马豫昊, 张光南, 王晓华, 袁运连