專利名稱：Xy30鋼及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及一種具有良好低溫強(qiáng)度及韌性的無(wú)鎳高錳鋼的新鋼種——XY30鋼及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
本發(fā)明XY30鋼是針對(duì)低溫鋼軌用接頭夾板研制的。鋼軌用接頭夾板是鐵路的重要配件，技術(shù)性能要求嚴(yán)格，國(guó)內(nèi)在1993年后執(zhí)行鐵道部制定的鐵標(biāo)，TB/T2342.1～4-93，采用B7鋼制作。
其化學(xué)成份為(％)B7鋼C 0.50～0.62、Mn 0.50～0.80、Si 0.15～0.35、P＜0.045、S＜0.050。
這種鋼熱處理后力學(xué)性能為B7鋼抗拉強(qiáng)度бb≥785MPa、屈服強(qiáng)度бs≥520MPa、伸長(zhǎng)率δs≥9％、斷面收縮率≥20％、布氏硬度HB 227～338、冷彎角30°完好。
美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于鐵路配件鋼軌用接頭夾板鋼規(guī)定常溫下技術(shù)驗(yàn)收的力學(xué)性能是抗拉強(qiáng)度бb≥690 MPa、屈服強(qiáng)度бs≥480MPa、伸長(zhǎng)率δs≥12％、斷面收縮率≥28％、冷彎角d＝3a、180°完好。
國(guó)內(nèi)在長(zhǎng)期的實(shí)踐應(yīng)用中證明，B7鋼僅適用于常溫～-20℃的情況下使用，由于我國(guó)幅員遼闊，地區(qū)溫差變化較大，B7鋼在低溫條件下易斷裂，所以在鐵路干線上經(jīng)常發(fā)生斷裂事故，影響了交通的正常運(yùn)行。目前，由于鐵路的不斷提速，為鋼軌用接頭夾板鋼的性能提出了更高的要求，B7鋼已不再適宜用于日益發(fā)展的鐵路配件鋼軌用接頭夾板鋼的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明XY30鋼是以高錳鋼為基礎(chǔ)，在降低影響低溫性能的元素碳、磷、硅的情況下，增加了消除熱處理產(chǎn)生的回火脆性元素鉬，并加入適量的微量元素釩、鋁、鈮及稀土元素來(lái)改善鋼的低溫性能，而研制成功的一種適用于我國(guó)日益發(fā)展的鐵路配件鋼軌用接頭夾板鋼要求的新鋼種。
本發(fā)明XY30鋼是通過(guò)化學(xué)成分設(shè)計(jì)冶煉軋制及熱處理工藝而得到的調(diào)質(zhì)新鋼種，其特征在于XY30鋼的化學(xué)成份為(％)
C 0.28～0.35、Mn 1.30～1.50、Si 0.15～0.35、P＜0.030、S＜0.030、Mo 0.25～0.35、V 0.10～0.25、Al 0.015、Nb 0.05～0.10、Re 0.040～0.20、Cu＜0.20。
熱處理工藝為(1)、加熱首先將經(jīng)軋制后的單倍尺的直條夾板鋼料裝爐加熱，出爐鋼溫為850～860℃；(2)、淬火沖孔后的夾板鋼進(jìn)行淬火，水箱水溫為75～85℃，高溫水是為了緩解鋼的淬火馬氏體晶粒粗大，夾板鋼淬火入水溫度為830～850℃，淬火時(shí)間為43～48秒；(3)、回火及冷卻淬火后的夾板鋼由淬火水箱出來(lái)時(shí)，夾板鋼的溫度為600～640℃，然后在鏈條輸送帶上空冷進(jìn)行自身回火，當(dāng)鋼溫降至120℃以下時(shí)，可進(jìn)入冷卻水箱，其水溫不限，出水后鋼溫在50℃以下；(4)、冷卻后的夾板鋼進(jìn)行冷矯直，修磨加工、檢查包裝。
本發(fā)明XY30鋼可應(yīng)用于高速鐵路鋼軌用接頭夾板鋼。本發(fā)明XY30鋼是以高錳鋼為基礎(chǔ)，在降低影響低溫性能的元素碳、磷、硅的情況下，增加了消除熱處理產(chǎn)生的回火脆性元素鋁，并加入適量的微量元素釩、鋁、鈮及稀土元素來(lái)改善鋼的低溫性能。經(jīng)過(guò)多處實(shí)驗(yàn)，并利用實(shí)驗(yàn)鋼錠軋制加工成鋼軌用接頭夾板，經(jīng)對(duì)樣品檢測(cè)XY30鋼在+14℃時(shí)的力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度бb≥785MPa、屈服強(qiáng)度бs≥520MPa、伸長(zhǎng)率δs≥13％、斷面收縮率≥30％、彎曲角d＝3a、180良好、HB＝230～388；XY30鋼在-40℃時(shí)的力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度бb≥730MPa、屈服強(qiáng)度бs≥520MPa、伸長(zhǎng)率δs≥13％、斷面收縮率≥30％、彎曲角d＝3a、180°良好、沖擊功Akv(縱向)≥25J。實(shí)驗(yàn)證明XY30鋼產(chǎn)品在常溫、低溫情況下性能良好，是一種適用于我國(guó)日益發(fā)展的高速鐵路鋼軌用接頭夾板鋼要求的新鋼種。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明XY30鋼是通過(guò)化學(xué)成分設(shè)計(jì)冶煉軋制及熱處理工藝而得到的新鋼種，在試制時(shí)針對(duì)元素的性能組成了三組材料配方，這三組配方的化學(xué)成分為(％)(一)、C 0.28、Mn 1.30、Si 0.15、P＜0.030、S＜0.030、Mo 0.25、V 0.10、Al 0.015、Nb 0.05、Re 0.04、Cu＜0.20。
(二)、C 0.31、Mn 1.40、Si 0.22、P＜0.030、S＜0.030、Mo 0.29、V 0.16、Al 0.015、Nb 0.06、Re 0.10、Cu＜0.20。
(三)、C 0.35、Mn 1.50、Si 0.35、P＜0.030、S＜0.030、Mo 0.35、V 0.25、Al 0.015、Nb 0.10、Re 0.20、Cu＜0.20。
每組配方共煉出2支60kg鋼錠，鍛成扁鋼坯進(jìn)行軋制成鋼軌用接頭夾板的直條，再切斷成單倍尺接頭夾板樣品進(jìn)行熱處理。
選用的熱處理工藝為(1)、加熱首先將經(jīng)軋制后的單倍尺的直條夾板鋼料裝爐加熱，出爐鋼溫為860℃；沖孔夾板鋼進(jìn)行沖孔，制成鐵路配件鋼軌用接頭夾板鋼；(2)、淬火沖孔后的夾板鋼進(jìn)行淬火，水箱水溫為80℃，高溫水是為了緩解鋼的淬火馬氏體晶粒粗大，夾板鋼淬火入水溫度為840℃，淬火時(shí)間為45秒；(3)、回火及冷卻淬火后的夾板鋼由淬火水箱出來(lái)時(shí)，夾板鋼的溫度為620℃，然后空冷進(jìn)行自身回火。
本發(fā)明XY30鋼經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)軋制加工成鐵路鋼軌用接頭夾板，經(jīng)送《鐵道部產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心金屬化學(xué)檢驗(yàn)站》檢測(cè)，XY30鋼在+14℃時(shí)的力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度бb≥785MPa、屈服強(qiáng)度бs≥520MPa、伸長(zhǎng)率δs≥13％、斷面收縮率≥30％、彎曲角d＝3a、180°良好；XY30鋼在-40℃時(shí)的力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度бb≥730MPa、屈服強(qiáng)度бs≥520MPa、伸長(zhǎng)率δs≥13％、斷面收縮率≥30％、在-40℃時(shí)彎曲角d＝3a、180°良好、沖擊功Akv(縱向)≥25J。在-50℃時(shí)彎曲角d＝3a、180°良好、沖擊功Akv(縱向)≥20J。實(shí)驗(yàn)證明XY30鋼產(chǎn)品在常溫、低溫情況下性能良好，是一種適用于我國(guó)日益發(fā)展的高速鐵路鋼軌用接頭夾板鋼要求的新鋼種。XY30鋼還可應(yīng)用在其它低溫鐵路配件如螺栓、道釘、拉桿、水泥軌枕用的鋼筋、機(jī)車、車輛用的連接件、桿件、軸類件等等。
權(quán)利要求
1.一種XY30鋼，是通過(guò)化學(xué)成分設(shè)計(jì)冶煉軋制及熱處理工藝而得到的調(diào)質(zhì)新鋼種，其特征在于其化學(xué)成份為(％)C 0.28～0.35、Mn 1.30～1.50、Si 0.15～0.35、P＜0.030、S＜0.030、Mo 0.25～0.35、V 0.10～0.25、Al 0.015、Nb 0.05～0.10、Re 0.040～0.20、Cu＜0.20。熱處理工藝為(1)、加熱首先將經(jīng)軋制后的單倍尺的直條夾板鋼料裝爐加熱，出爐鋼溫為850～860℃；(2)、淬火沖孔后的夾板鋼進(jìn)行淬火，水箱水溫為75～85℃，高溫水是為了緩解鋼的淬火馬氏體晶粒粗大，夾板鋼淬火入水溫度為830～850℃，淬火時(shí)間為43～48秒；(3)、回火及冷卻淬火后的夾板鋼由淬火水箱出來(lái)時(shí)，夾板鋼的溫度為600～640℃，然后在鏈條輸送帶上空冷進(jìn)行自身回火，當(dāng)鋼溫降至120℃以下時(shí)，可進(jìn)入冷卻水箱，其水溫不限，出水后鋼溫在50℃以下；(4)、冷卻后的夾板鋼進(jìn)行冷矯直，修磨加工、檢查包裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的XY30鋼，其特征在于XY30鋼可應(yīng)用于高速鐵路鋼軌用接頭夾板鋼，還可應(yīng)用在其它低溫鐵路配件用鋼，如螺栓、道釘、拉桿、水泥軌枕用的鋼筋、機(jī)車、車輛用的連接件、桿件、軸類件。
全文摘要
本發(fā)明專利涉及一種具有良好低溫強(qiáng)度及韌性的無(wú)鎳高錳鋼的新鋼種——YW30鋼及其應(yīng)用。本發(fā)明XY30鋼是以高錳鋼為基礎(chǔ),在降低影響低溫性能的元素:碳、磷、硅的情況下,增加了消除熱處理產(chǎn)生的回火脆性元素鉬,并加入適量的微量元素:釩、鋁、鈮及稀土元素來(lái)改善鋼的低溫性能,其特征在于:是通過(guò)化學(xué)成分設(shè)計(jì)冶煉軋制及熱處理工藝而得到的新鋼種,其化學(xué)成份為(%):C 0.28～0.35、Mn 1.30～1.50、Si 0.15～0.35、P<0.030、S<0.030、Mo 0.25～0.35、V 0.10～0.25、Al 0.015、Nb 0.05～0.10、Re 0.040～0.20、Cu<0.20。這是一種適用于我國(guó)日益發(fā)展的高速鐵路鋼軌用接頭夾板鋼要求的新鋼種,還可應(yīng)用于其它低溫鐵路配件。
文檔編號(hào)C22C38/04GK1363711SQ0113883
公開(kāi)日2002年8月14日 申請(qǐng)日期2001年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月13日
發(fā)明者宋仁禎 申請(qǐng)人:宋仁禎