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一种普线用1280MPa级别的马贝复相贝氏体钢轨及其制造方法


技术摘要:
本发明公开了一种普线用1280MPa级别的马贝复相贝氏体钢轨及其制造方法,其特征在于,其显微组织的含量,按体积分数百分比,包含:55~70%的马氏体、28~43%的贝氏体、2~10%的残余奥氏体。其制造方法包括冶炼、轧制成钢轨,钢轨自然冷却至踏面温度为650~850℃;将  全部
背景技术:
目前我国大宗和长途货物的运输主要依靠货运铁路承担,铁路的货运能力直接影 响着我国国民经济的发展。重载铁路是提升货运能力的最有效的途径,也是我国铁路发展 的重要方向。随着重载铁路的发展,我国现有钢轨性能已无法满足轴重增加、运量加大对钢 轨材料性能的要求,韧塑性、耐磨性、抗疲劳性的严苛要求已成为制约我国重载铁路发展的 瓶颈环节。因此,研发综合性能优异的下一代重载钢轨势在必行。 在此背景下,很多科技工作者开始关注贝氏体钢轨的研制与生产。例如包钢开发 的稀土钢轨,由于在钢种成分上添加了具有包钢资源特点的稀土元素,使钢轨钢高温塑性 好、裂纹敏感性低、适合连铸生产,轧制出的钢轨强度高、韧性好、易于焊接,淬火强度达到 1280MPa。然而,过多的采用稀土元素La、Ce、Nd  等,会提高钢轨的成本,限制了这类钢轨的 使用。 鞍钢申请的CN101613830公开的热轧贝氏体钢轨,C  0.1-0.35、Si  0.8-2.0、  Mn  0 .8-3 .3、Cr〈2.0、N  0 .001-0 .01、Nb  0 .01-0 .1、V  0 .02-0 .2、Ti  0 .005-0 .06、Mo  0 .1- 0.4%,控制H含量小于0.00005。是通过析出一定Nb、V、Ti的碳氮化物,抑制钢轨轧制时奥氏 体再结晶晶粒的长大,同时作为贝氏体相变形成核质点,增加形核数量,尽可能多地产生板 条贝氏铁素体,使更多的残余奥氏板条化,限制  M-A岛的尺寸及比例,其组织中M-A岛的最 大尺寸5μm,平均尺寸≤3μm,板条贝氏铁素体75%以上。在强度略降低时,延伸率、收缩率和 冲击韧性得到明显提高。新日本制铁株式会社CN1040660贝氏体高强度钢轨,揭示了Mo、Cu、  Ni作为一组强化贝氏体组织,Ti、V、Nb作为一组用于提高钢的韧性。 北京特冶工贸有限公司,经过多年的研发,已经开发出了综合性能优异的  BTF钢 轨,并已经在辙叉上得到的应用,并在钢轨上进行了试用。然而,现有的贝氏体钢轨的价格 仍然限制了其应用,因此,提供一种低成本的普线用1280MPa  级别的钢轨,对于促进铁路运 输发展具有重要意义。北京特冶工贸有限公司承担着国家重点研发计划2017YFB0304500 “重载铁路用高耐磨高强韧性钢轨关键技术研究与应用”课题,在该课题研究中,与兄弟单 位共同合作进行研究开发,得到了本发明。
技术实现要素:
本发明的目的在于,提供一种1280MPa级别的马贝复相贝氏体钢轨,以用于普线, 且采用较少合金元素,有利于降低成本。 一种普线用1280MPa级别的马贝复相贝氏体钢轨,其特征在于,其显微组织的含 量,按体积分数百分比,包含:55~70%的马氏体、28~43%的贝氏体、2~10%的残余奥氏 体。 3 CN 111593270 A 说 明 书 2/4 页 所述马氏体是低碳马氏体。 所述钢轨中合金元素的含量,按照质量百分含量,包含:C:0.12~0.22%,  Mn:1.6 ~2.4%,Si:0.6~1.2%,Cr:0.5~1.0%,Mo:0~0.3%,Ni:0~0.5%,其余为  Fe。 本发明还提供了一种上述钢轨的生产方法,它的制备包括以下步骤: (1)冶炼铸造成包括C、Mn、Si、Cr、Ni、Fe合金元素和不可避免的杂质元素的钢锭; (2)将钢锭加工成钢轨; (3)将钢轨自然冷却至踏面温度为650~850℃; (4)将钢轨踏面以0.1~5℃/s的冷却速度冷却至200~450℃; (5)将钢轨自然冷却至室温; (6)将钢轨在200~500℃回火6~60小时,得到普线用1280MPa级别的马贝复相贝 氏体钢轨。 所述步骤(4)中冷却,冷却介质包括高压气体、水雾、水帘、或其中两种的混合。 本发明的这种钢轨,采用较少的合金元素及其含量,通过热处理工艺形成相应的 金相组织,超过55%的马氏体、28~43%的贝氏体和少量的残余奥氏体,通过不同金相的转 变,其抗拉强度达到1180-1350MPa,屈服强度为880-1300MPa,延伸率≥13%,常温冲击韧性 Aku≥50J/cm2,低温(-20℃)冲击韧性Aku≥30J/cm2,硬度≥36HRC,综合性能更加优异。 附图说明 图1为本发明的钢轨和金相组织照片。
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