明含氮高儘钢高速重载铁路徹叉爆炸硬化位置示意图。
[0021 ]图2是本发明实施例1两次爆炸硬化层深度示意图。
【具体实施方式】
[0022] 实施例1
[0023] 采用电弧炉冶炼钢水、LF炉精炼钢水，用脂硬化造型工艺制造高儘钢徹叉铸造型 腔，利用常规高儘钢徹叉诱注工艺铸造成成分为C: 0.85、Mn: 11.8、灯：1.2、N: 0.042、A1: 0.23、Si :0.35、P:0.001、S: 0.005，其余为Fe的含氮高儘钢徹叉;将该含氮高儘钢徹叉加热 至iiocrc保溫地后进行固溶处理，再将高儘钢徹叉加热到200°c保溫化进行时效处理;在屯、 轨位置取样进行常规力学性能测试，结果如表1。将含氮高儘钢徹叉屯、轨上宽15-80mmW及 翼轨上车轮跨越屯、轨段、长度为1.0米徹叉的顶面打磨光亮，其部位如图1所示，利用厚度为 2.5mm的常规成分黑索金(RDX)塑性片状炸药对热处理后的含氮高儘钢徹叉进行两次爆炸 硬化处理;第一次将高儘钢徹叉加热到70°C保溫化，然后进行爆炸硬化处理;第二次将高儘 钢徹叉冷却到-30°C保溫化，然后进行爆炸硬化处理;对爆炸硬化处理后的含氮高儘钢徹叉 加热到180°C保溫4h后空冷到室溫W达到去除应力的目的。取爆炸硬化处理后含氮高儘钢 徹叉屯、轨部分进行表面硬度和硬化层深度测试，结果如表1和图2所示。
[0024] 表1:爆炸硬化处理前后含氮高儘钢徹叉屯、轨部分进行表面硬度和硬化层深度测 试结果
[0025]
[00%] 实施例2
[0027]采用电弧炉冶炼钢水、LF炉精炼钢水，用脂硬化造型工艺制造高儘钢徹叉铸造型 腔，利用常规高儘钢徹叉诱注工艺铸造成成分为C:0.93、Mn:12.9、Cr:1.4、N:0.068、Al: 0.36、Si :0.11、P:0.015、S :0.013，其余为Fe的含氮高儘钢徹叉。将该高儘钢徹叉加热至 112(TC保溫化后进行固溶处理，再将高儘钢徹叉加热到250°C保溫化进行时效处理，在屯、轨 位置取样进行常规力学性能测试，结果如表2。将含氮高儘钢徹叉屯、轨上宽15-80mmW及翼 轨上车轮跨越屯、轨段、长度为0.8米徹叉的顶面打磨光亮，利用厚度为2.5mm的常规成分黑 索金(RDX)塑性片状炸药对热处理后的含氮高儘钢徹叉进行两次爆炸硬化处理。第一次将 高儘钢徹叉加热到70°C保溫化，然后进行爆炸硬化处理;第二次将高儘钢徹叉冷却到-30°C 保溫4.化，然后进行爆炸硬化处理。对爆炸硬化处理后的含氮高儘钢徹叉加热到200°C保溫 化后空冷到室溫W达到去除应力的目的。取爆炸硬化处理后含氮高儘钢徹叉屯、轨部分进行 表面硬度和硬化层深度测试，结果如表2。
[0028] 表2:爆炸硬化处理前后含氮高儘钢徹叉屯、轨部分进行表面硬度和硬化层深度测 试结果
[0029]
[0030] 实施例3
[0031] 采用电弧炉冶炼钢水、LF炉精炼钢水，用脂硬化造型工艺制造高儘钢徹叉铸造型 腔，利用常规高儘钢徹叉诱注工艺铸造成成分为C: 0.76、Mn: 11.2、灯：1.1、N: 0.055、A1: 0.48、51:0.48、？:0.017、5:0.016，其余为。6的含氮高儘钢徹叉。将该高儘钢徹叉加热至 115(TC保溫化后进行固溶处理，再将高儘钢徹叉加热到230°C保溫地进行时效处理，在屯、轨 位置取样进行常规力学性能测试，结果如表3。将含氮高儘钢徹叉屯、轨上宽15-80mmW及翼 轨上车轮跨越屯、轨段、长度为1.2米徹叉的顶面打磨光亮，利用厚度为2.5mm的常规成分黑 索金(RDX)塑性片状炸药对热处理后的含氮高儘钢徹叉进行两次爆炸硬化处理。第一次将 高儘钢徹叉加热到70°C保溫化，然后进行爆炸硬化处理;第二次将高儘钢徹叉冷却到-30°C 保溫化，然后进行爆炸硬化处理。对爆炸硬化处理后的含氮高儘钢徹叉加热到220°C保溫化 后空冷到室溫W达到去除应力的目的。取爆炸硬化处理后含氮高儘钢徹叉屯、轨部分进行表 面硬度和硬化层深度测试，结果如表3。
[0032] 表3:爆炸硬化处理前后含氮高儘钢徹叉屯、轨部分进行表面硬度和硬化层深度测 试结果
[0033]
【主权项】
1. 一种高速重载铁路辙叉用含氮高锰钢，其特征在于：其化学成分重量百分比为：c 0·75-0·95、Μη 11.00-13.0、Cr 1·0-1·4、Ν 0.04~0·07、Α1 0.2-0.5、Si 0·卜0·5、Ρ$ 0.02、SS0.02,其余为 Fe。2. -种含氮高锰钢高速重载铁路辙叉的爆炸硬化处理方法，其特征在于： (1) 采用电弧炉冶炼钢水、LF炉精炼钢水，在常压条件下通过向钢水中添加氮化铬铁对 高锰钢中的Cr和N元素含量进行控制，并且，钢中氮与锰、铬含量之间的关系必须满足[%扪 〈0.021 ([%Cr]+0 ·9[%Μη] )-0.204关系公式； (2) 用脂硬化造型工艺制造高锰钢辙叉铸造型腔，利用常规高锰钢辙叉浇注工艺铸造 成含氮高锰钢辙叉； (3) 将含氮高锰钢辙叉加热到1100-1150°C保温2-4h后进行固溶处理，再将铸造高锰钢 辙叉加热到200-250°C保温3-5h进行时效处理； (4) 将含氮高锰钢辙叉心轨上宽15-80mm以及翼轨上车轮跨越心轨段、长度为0.8-1.2m 辙叉的顶面打磨光亮，采用厚度为2.5mm的常规成分黑索金RDX塑性片状炸药对辙叉表面进 行两次爆炸硬化处理，第一次爆炸硬化前将含氮高锰钢辙叉加热到70°C保温2h以上，然后 进行爆炸硬化处理;第二次爆炸前将高锰钢辙叉冷却到-30 °C保温3h以上，然后进行爆炸硬 化处理； (5) 对爆炸硬化处理后的含氮高锰钢辙叉加热到180-220°C保温2-4h后空冷到室温。
【专利摘要】一种含氮高锰钢高速重载铁路辙叉的爆炸硬化处理方法，含氮高锰钢的化学成分(wt％)为：C：0.75-0.95、Mn：11.0-13.0、Cr：1.0-1.4、Al：0.2-0.5、N：0.04-0.07、Si：0.1-0.5、P：≦0.02、S：≦0.02，其余为Fe。采用电弧炉冶炼钢水、LF炉精炼钢水，然后浇铸成含氮高锰钢辙叉，将该辙叉加热到1100-1150℃保温2-4h，再加热到200-250℃保温3-5h；然后用黑索金塑性片状炸药进行两次爆炸硬化处理，第一次是将辙叉加热到70℃进行爆炸硬化处理，第二次是将辙叉冷却到-30℃进行爆炸硬化处理，最后再加热到180-220℃保温2-4h。本发明生产成本低、易于生产，处理后的含氮高锰钢辙叉比普通高锰钢辙叉使用寿命提高2倍以上，平均过载量达到3.8亿吨以上。
【IPC分类】C22C38/02, C22C38/04, C22C38/18, C22C38/06, C21D10/00
【公开号】CN105671432
【申请号】CN201610077861
【发明人】张福成, 陈晨, 吕博
【申请人】燕山大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年2月4日