专利名称：铁道辙叉专用超强高韧可焊接空冷鸿康贝氏体钢的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铁道辙叉专用材料，主要用于铁道辙叉制造。
本发明的
背景技术：
道岔是火车轨道转轨的关键设备，辙叉是道岔的核心部分。现有作辙叉的材料是高锰钢，即Mn13。这种材料虽然有很好的韧性和加工硬化性能，但存在以下主要的缺点一是高锰钢的强度很低；二是高锰钢的接触疲劳性能差；三是焊接性能差，它几乎不能与钢轨钢焊接；四是铸造性能不好。
本发明的设计目的避免背景技术中的不足之处，设计一种高强度、高韧性、可焊接、接触疲劳性能优良的中低碳低合金可焊空冷贝氏体型铁道辙叉用钢。
本发明的设计方案本发明以Mn、Si为主要合金元素；辅以Cr、Ni、Mo等元素，经奥氏体化后空冷即可到贝氏体/马氏体复相组织，所发明的钢种主要用于铁道辙叉产品，也可用于耐磨损、耐冲击等部件。其成分可为(Wt％)①基础成分C 0.10～0.65、Si≤2.65、Mn 0.50～3.20、Cr 0.20～2.80、Ni≤3.50、Mo≤2.00、余下是Fe。②较佳基础成分(按用途分)分别为(Wt％)②-1C 0.15～0.65、Si0.45～1.65、Mn 1.10～2.90、Cr 0.20～1.50、Ni 0.55～2.10、Mo 0.60～0.90、余下是Fe。②-2 C 0.15～0.45、Si 0.45～1.65、Mn 2.60～3.20、Cr 0.20～1.10、Ni 0.55～2.10、Mo 0.25～0.80、余下是Fe。②-3 C 0.25～0.65、Si 0.70～1.80、Mn 1.10～2.60、Cr 0.60～1.80、余下是Fe。②-4C 0.25～0.60、Si 1.45～2.30、Mn 0.55～2.30、Cr 0.90～2.60、Ni 1.10～2.60、余下是Fe。③在上述基础成分①和②的基础上加入一种或两种以上下列元素(Wt％)Nb≤0.20、V≤0.20、Ti≤0.20、Re≤0.10、B≤0.008。④铁道辙叉专用超强高韧可焊接空冷鸿康贝氏体钢的制造工艺，按常规工艺冶炼、浇铸成钢锭，始段温度≤1350℃，终段温度≤1050℃，锻、轧后成材；钢坯经锻造、加工、850℃～1000℃奥氏体化后空冷，≤650℃回火成材。
本发明与背景技术相比，一是克服了背景技术中铁道辙叉用钢即高锰钢的缺点，具有很好的综合机械性能、强度高、韧性好；二是具有良好的冶铸性能、焊接性能和冷、热加工性能、低温韧性高、接触疲劳寿命长，使用寿命可提高1～2倍；三是本发明钢种除用于铁道辙叉外，还可用于高强度结构件、耐磨件和工模具钢延长使用寿命，提高经济效益；本发明机械性能指标如下①бb＞l650Mpa，б0.2＞1280Mpa，HRC≥45，KIC＞100Mpam1/2，αkU室温≥90J/cm2，αkU-20℃≥70J/cm2，αkU-40℃≥60J/cm2。②接触疲劳寿命比高锰纲高20倍以上。③所发明的贝钢经加工成钢轨与U71Mn钢轨焊接后，三点弯曲疲劳寿命N＞2.0×106次不断。
实施例1铁道辙叉专用超强高韧可焊接空冷鸿康贝体钢，其基础成分为(Wt％)C 0.10、Si 2.65、Mn 0.50、Cr 2.80、Ni 0.10、Mo 0.20、余下是Fe。
实施例2铁道辙叉专用超强高韧可焊接空冷鸿康贝体钢，其基础成分为(Wt％)C 0.65、Si 0.40、Mn 3.20、Cr 0.20、Ni 3.50、Mo 2.00、余下是Fe。
实施例3铁道辙叉专用超强高韧可焊接空冷鸿康贝体钢，其基础成分为(Wt％)C 0.33、Si 1.55、Mn 1.65、Cr 1.61、Ni 1.50、Mo 1.00、余下是Fe。
实施例4铁道辙叉专用超强高韧可焊接空冷鸿康贝体钢，其基础成分为(Wt％)C 0.10、Si 2.65、Mn 0.50、Cr 2.80、Ni 0.10、Mo0.20、余下是Fe，并且在其基础成分上加入一种或二种以上的下列元素(Wt％)Nb≤0.20、V≤0.20、Ti≤0.20、Re≤0.10、B≤0.008。
实施例5铁道辙叉专用超强高韧可焊接空冷鸿康贝体钢，其基础成分为(Wt％)C 0.65、Si 0.40、Mn 3.20、Cr 0.20、Ni 3.50、Mo2.00、余下是Fe，并且在其基础成分上加入一种或二种以上的下列元素(Wt％)Nb≤0.20、V≤0.20、Ti≤0.20、Re≤0.10、B≤0.008。
实施例6铁道辙叉专用超强高韧可焊接空冷鸿康贝体钢，其基础成分为(Wt％)C 0.33、Si 1.55、Mn 1.65、Cr 1.61、Ni 1.50、Mo1.00、余下是Fe，并且在其基础成分上加入一种或二种以上的下列元素(Wt％)Nb≤0.20、V≤0.20、Ti≤0.20、Re≤0.10、B≤0.008。
实施例7铁道辙叉专用超强高韧可焊接空冷鸿康贝体钢，其基础成分为(Wt％)C 0.15、Si 1.65、Mn 2.90、Cr 0.20、Ni 0.55、Mo 0.60、余下是Fe。
实施例8铁道辙叉专用超强高韧可焊接空冷鸿康贝体钢，其基础成分为(Wt％)C 0.65、Si 0.45、Mn 1.10、Cr 1.50、Ni 2.10、Mo 0.90、余下是Fe。
实施例9铁道辙叉专用超强高韧可焊接空冷鸿康贝体钢，其基础成分为(Wt％)C 0.35、Si 0.85、Mn 1.50、Cr 8.50、Ni 1.10、Mo 0.75、余下是Fe。
实施例10铁道辙叉专用超强高韧可焊接空冷鸿康贝体钢，其基础成分为(Wt％)C 0.15、Si 1.65、Mn 2.90、Cr 0.20、Ni 0.55、Mo 0.60、余下是Fe，并且在其基础成分上加入一种或二种以上的下列元素(Wt％)Nb≤0.20、V≤0.20、Ti≤0.20、B≤0.008、Re≤0.10。
实施例11铁道辙叉专用超强高韧可焊接空冷鸿康贝体钢，其基础成分为(Wt％)C 0.65、Si 0.45、Mn 1.10、Cr 1.50、Ni 2.10、Mo 0.90、余下是Fe，并且在其基础成分上加入一种或二种以上的下列元素(Wt％)Nb≤0.20、V≤0.20、Ti≤0.20、B≤0.008、Re≤0.10。
实施例12铁道辙叉专用超强高韧可焊接空冷鸿康贝体钢，其基础成分为(Wt％)C 0.35、Si 0.85、Mn 1.50、Cr 8.50、Ni 1.10、Mo 0.75、余下是Fe，并且在其基础成分上加入一种或二种以上的下列元素(Wt％)Nb≤0.20、V≤0.20、Ti≤0.20、B≤0.008、Re≤0.10。
实施例13C 0.15、Si 1.65.Mn 2.60、Cr 0.20、Ni 2.10、Mo 0.80、余下是Fe。
实施例14C 0.45、Si 0.45、Mn 3.20、Cr 1.10、Ni 0.55、Mo 0.25、余下是Fe。
实施例15C 0.25、Si 0.65、Mn 1.60、Cr 0.50、Ni 1.10、Mo 0.40、余下是Fe。
实施例16C 0.15、Si 1.65、Mn 2.60、Cr 0.20、Ni 2.10、Mo 0.80、余下是Fe，并且在其基础成分上加入一种或二种以上的下列元素(Wt％)Nb≤0.20、V≤0.20、Ti≤0.20、B≤0.008、Re≤0.10实施例17C 0.45、Si 0.45、Mn 3.20、Cr 1.10、Ni 0.55、Mo 0.25、余下是Fe，并且在其基础成分上加入一种或二种以上的下列元素(Wt％)Nb≤0.20、V≤0.20、Ti≤0.20、B≤0.008、Re≤0.10。
实施例18C 0.25、Si 0.65、Mn 1.60、Cr 0.50、Ni 1.10、Mo 0.40、余下是Fe，并且在其基础成分上加入一种或二种以上的下列元素(Wt％)Nb≤0.20、V≤0.20、Ti≤0.20、B≤0.008、Re≤0.10。
实施例19C 0.25、Si 0.70、Mn 2.60、Cr 0.60、余下是Fe。
实施例20C 0.65、Si 1.80、Mn 1.10、Cr 1.80、余下是Fe。
实施例21C 0.45、Si 1.10、Mn 1.30、Cr 0.80、余下是Fe。
实施例22C 0.25、Si 0.70、Mn 2.60、Cr 0.60、余下是Fe，并且在其基础成分上加入一种或二种以上的下列元素(Wt％)Nb≤0.20、V≤0.20、Ti≤0.20、B≤0.008、Re≤0.10。
实施例23C 0.65、Si 1.80、Mn 1.10、Cr 1.80、余下是Fe，并且在其基础成分上加入一种或二种以上的下列元素(Wt％)；Nb≤0.20、V≤0.20、Ti≤0.20、B≤0.008、Re≤0.10。
实施例24C 0.45、Si 1.10、Mn 1.30、Cr 0.80、余下是Fe，并且在其基础成分上加入一种或二种以上的下列元素(Wt％)Nb≤0.20、V≤0.20、Ti≤0.20、B≤0.008、Re≤0.10。
实施例25C 0.25、Si 1.45、Mn 0.55、Cr 0.90、Ni 2.60、Mo 1.90、余下是Fe。
实施例26C 0.60、Si 2.30、Mn 2.30、Cr 2.60、Ni 1.10、Mo 0.60、余下是Fe。
实施例27C 0.45、Si 1.95、Mn 1.55、Cr 1.50、Ni 1.60、Mo 1.60、余下是Fe。
实施例28C 0.25、Si 1.45、Mn 0.55、Cr 0.90、Ni 2.60、Mo 1.90、余下是Fe，并且在其基础成分上加入一种或二种以上的下列元素(Wt％)Nb≤0.20、V≤0.20、Ti≤0.20、B≤0.008、Re≤0.10。
实施例29C 0.60、Si 2.30、Mn 2.30、Cr 2.60、Ni 1.10、Mo 0.60、余下是Fe，并且在其基础成分上加入一种或二种以上的下列元素(Wt％)Nb≤0.20、V≤0.20、Ti≤0.20、B≤0.008、Re≤0.10。
实施例30C 0.45、Si 1.95、Mn 1.55、Cr 1.50、Ni 1.60、Mo 1.60、余下是Fe，并且在其基础成分上加入一种或二种以上的下列元素(Wt％)Nb≤0.20、V≤0.20、Ti≤0.20、B≤0.008、Re≤0.10。
实施例31铁道辙叉专用超强高韧可焊接空冷鸿康贝体钢的制造工艺，按常规工艺冶炼、浇铸成钢锭，始段温度≤1350℃，终段温度≤1050℃。锻、轧后成材，或经加工奥氏体空冷。中低温回火后HRC≥90J/cm2，并具有良好的低温韧性。钢坯经锻造、加工、850℃～1000℃奥氏体化后空冷，≤650回火成材。
权利要求
1.一种铁道辙叉专用超强高韧可焊接空冷鸿康贝氏体钢，其特征是其基础成分为(Wt％)C 0.10～0.65、Si≤2.65、Mn 0.50～3.20、Cr 0.20～2.80、Ni≤3.50、Mo≤2.00、余下是Fe。
2.一种铁道辙叉专用超强高韧可焊接空冷鸿康贝氏体钢，其特征是其基础成分为(Wt％)C 0.10～0.65、Si≤2.65、Mn 0.50～3.20、Cr 0.20～2.80、Ni≤3.50、Mo≤2.00、余下是Fe，并且在其基础成分上加入一种或二种以上的下列元素(Wt％)Nb≤0.20、V≤0.20、Ti≤0.20、Re≤0.10、B≤0.008。
3.一种铁道辙叉专用超强高韧可焊接空冷鸿康贝氏体钢，其特征是其基础成分为(Wt％)C 0.15～0.65、Si 0.45～1.65、Mn 1.10～2.90、Cr 0.20～1.50、Ni 0.55～2.10、Mo 0.60～0.90、余下是Fe。
4.一种铁道辙叉专用超强高韧可焊接空冷鸿康贝氏体钢，其特征是其基础成分为(Wt％)C 0.15～0.45、Si 0.45～1.65、Mn 2.60～3.20、Cr 0.20～1.10、Ni 0.55～2.10、Mo 0.25～0.80、余下是Fe
5.一种铁道辙叉专用超强高韧可焊接空冷鸿康贝氏体钢，其特征是其基础成分为(Wt％)C 0.25～0.65、Si 0.70～1.80、Mn 1.10～2.60、Cr 0.60～1.80、余下是Fe
6.一种铁道辙叉专用超强高韧可焊接空冷鸿康贝氏体钢，其特征是其基础成分为(Wt％)C 0.25～0.60、Si 1.45～2.30、Mn 0.55～2.30、Cr 0.90～2.60、Ni 1.10～2.60、Mo 0.60～1.90、余下是Fe。
7.一种铁道辙叉专用超强高韧可焊接空冷鸿康贝氏体钢的制造工艺，按常规工艺冶炼、浇铸成钢锭，其特征是①始段温度≤1350℃，终段温度≤1050℃，锻、轧后成材；②钢坯经锻造、加工、850℃～1000℃奥氏体化后空冷，≤650回火成材。
全文摘要
本发明涉及一种铁道辙叉专用材料,主要用于铁道辙叉专用超高韧可焊接空冷鸿康贝氏体钢制造领域。本发明以Mn、Si为主要合金元素,辅以Cr、Ni、Mo等元素,经奥氏体化后空冷即可到贝氏体/马氏体复相组织,所发明的钢种主要用于铁道辙叉产品,也可用于耐磨损、耐冲击等部件。
文档编号C22C38/58GK1256323SQ98124899
公开日2000年6月14日 申请日期1998年12月7日 优先权日1998年12月7日
发明者方鸿生, 陈颜堂, 郑燕康, 侯传基, 李世彦, 张耀军, 高凡 申请人:清华大学, 铁道部宝鸡桥梁工厂