镍微合金化贝氏体辙叉用钢的生产方法与流程

本发明涉及冶金，具体涉及一种镍微合金化贝氏体辙叉用钢的生产方法。

背景技术：

1、辙叉是铁路轨道结构的重要组成部件，是机车车辆的车轮从一股道转入另一股道，通过钢轨交叉点的特殊设备。在机车通过辙叉时，辙叉将受到巨大的车轮冲击载荷，工作条件极为苛刻。辙叉承受来自车轮载荷的冲击，除了静载荷的增加外，还是铁轨上承受最大动载荷的地方。而在铁轨和道岔上动载荷是静载荷的2～5倍。因此，辙叉对材料的性能要求极为严格。

2、已有贝氏体钢轨均采用低碳(碳含量：0.15～0.25％)设计，辅以适量的si、mn、cr、ni、mo等元素，在空冷条件下获得无碳化物贝氏体或b/m复相组织。同时，通过中温回火，使钢轨获得良好的强韧性匹配。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种镍微合金化贝氏体辙叉用钢的生产方法，通过在贝氏体辙叉中添加ni和cr合金化，提高贝氏体辙叉的韧性，特别是低温韧性，以及耐蚀性。

2、为了解决上述技术问题中的至少一项，本发明采用以下技术方案：

3、依据本发明，提供一种镍微合金化贝氏体辙叉用钢的生产方法，所述辙叉用钢按质量百分比计包含0.16～0.35％的c、0.30～0.70％的ni、1.00～1.80％的cr，所述方法包括以下步骤：s1，对冶炼、浇铸后获得的钢坯加热至1250～1300℃；s2，对加热后的钢坯进行轧制；s3，利用余热对轧制或锻造后获得的辙叉用钢进行热处理，所述热处理的冷却速率为5～15℃/s，终冷温度为200～250℃；s4，对冷却后的辙叉用钢进行回火。

4、依据本发明的一个实施例，按质量百分比计，所述辙叉用钢的成分为：0.22～0.29％的c，0.70～2.1％的si，1.50～2.50％的mn，0.002～0.020％的p，0.002～0.020％的s，1.00～1.80％的cr，0.10～0.60％的mo，0.35～0.70％的ni，0.01～0.15％的v，0.001～0.004％的al，其余为fe及不可避免的杂质元素。

5、依据本发明的一个实施例，步骤s1中，加热时间控制在200～500min。

6、依据本发明的一个实施例，步骤s2中，轧制的终冷温度为900～1050℃，压缩比为1：4～12。

7、依据本发明的一个实施例，步骤s3中，热处理的开冷温度为740～820℃。

8、依据本发明的一个实施例，步骤s4中，冷却后的辙叉用钢，采用200～400℃温度回火，回火时间为5～120h。

9、依据本发明的一个实施例，按质量百分比计，所述杂质元素包含：0.001～0.02％的sn，0.05～0.15％的cu和0.01～0.02％的as。

10、依据本发明的一个实施例，所述辙叉用钢的氢含量≤1.0ppm，氧含量≤20ppm，氮含量≤60ppm。

11、依据本发明的一个实施例，浇铸全程进行保护浇铸。

12、依据本发明的一个实施例，采用0.002-0.010％低硫控制的方式进行保护浇铸。

13、在根据本发明的实施例的镍微合金化贝氏体辙叉用钢的生产方法中，通过在贝氏体辙叉中添加ni和cr合金化，并进一步设定合理的加热、轧制及热处理参数，提高贝氏体辙叉的韧性，特别是低温韧性，以及耐蚀性。采用该方法生产的贝氏体辙叉抗拉强度≥1350mpa，延伸率≥12％，常温冲击≥80j，-40℃低温冲击≥40j，-20℃低温断裂韧性≥50mpa·0.5。相比普通珠光体辙叉用钢，耐腐蚀提高40-60％，特别适宜沿海或是潮湿隧道重载铁路辙叉用钢。

技术特征：

1.一种镍微合金化贝氏体辙叉用钢的生产方法，其特征在于，所述辙叉用钢按质量百分比计包含0.16～0.35％的c、0.30～0.70％的ni、1.00～1.80％的cr，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按质量百分比计，所述辙叉用钢的成分为：0.22～0.29％的c，0.70～2.1％的si，1.50～2.50％的mn，0.002～0.020％的p，0.002～0.020％的s，1.00～1.80％的cr，0.10～0.60％的mo，0.35～0.70％的ni，0.01～0.15％的v，0.001～0.004％的al，其余为fe及不可避免的杂质元素。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，加热时间控制在200～500min。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s2中，轧制的终冷温度为900～1050℃，压缩比为1：4～12。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s3中，热处理的开冷温度为740～820℃。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s4中，冷却后的辙叉用钢，采用200～400℃温度回火，回火时间为5～120h。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，按质量百分比计，所述杂质元素包含：0.001～0.02％的sn，0.05～0.15％的cu和0.01～0.02％的as。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述辙叉用钢的氢含量≤1.0ppm，氧含量≤20ppm，氮含量≤60ppm。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，浇铸全程进行保护浇铸。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，采用0.002-0.010％低硫控制的方式进行保护浇铸。

技术总结
本发明公开了一种镍微合金化贝氏体辙叉用钢的生产方法，辙叉用钢按质量百分比计包含0.16～0.35％的C、0.30～0.70％的Ni、1.00～1.80％的Cr，所述方法包括以下步骤：S1，对冶炼、浇铸后获得的钢坯加热至1250～1300℃；S2，对加热后的钢坯进行轧制；S3，利用余热对轧制或锻造后获得的辙叉用钢进行热处理，所述热处理的冷却速率为5～15℃/s，终冷温度为200～250℃；S4，对冷却后的辙叉用钢进行回火。本发明的方法能够通过在贝氏体辙叉中添加Ni和Cr合金化，提高贝氏体辙叉的韧性，特别是低温韧性，以及耐蚀性。

技术研发人员：袁俊,邹明,邓勇,李若曦
受保护的技术使用者：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13