一種合金鋼及其熱處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及合金鋼熱處理技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種KQ18合金鋼及其熱處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前合金鋼徹叉的使用壽命大約在年通過總重2億噸，其實(shí)在使用壽命達(dá)到2億噸 的時(shí)候屯、軌磨耗還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到重傷的要求，而是翼軌的磨耗達(dá)到重傷標(biāo)準(zhǔn)而不得不提前 下道，徹叉翼軌的磨耗是制約徹叉使用壽命的主要原因，而徹叉翼軌的磨耗主要是因?yàn)楹?金鋼的低強(qiáng)度、低初性、氨脆性大、高殘奧導(dǎo)致的。
[0003] 氨進(jìn)入鋼中的主要途徑是在冶煉過程中，氨損傷的主要形式是氨致脆化，即氨致 塑性、初性降低，也稱之為氨脆。TB/T2：344-2012《43kg/m-75kg/m鋼軌訂貨技術(shù)條件》中 6.2.3規(guī)定鋼水氨含量不應(yīng)大于2.5ppm，鐵總科技【2013】143號(hào)《U20Mn2SiCrNiMo貝氏體鋼 軌暫行技術(shù)條件》6.2.4規(guī)定鋼水氨含量不應(yīng)大于2.化pm。
[0004] 殘余奧氏體是未能完成貝氏體轉(zhuǎn)變而保留到室溫的奧氏體。殘余奧氏體硬度低， 應(yīng)變后誘發(fā)馬氏體相變脆性大，能促進(jìn)裂紋的萌生和擴(kuò)展?，F(xiàn)行鋼軌及徹叉標(biāo)準(zhǔn)均未對(duì)殘 余奧氏體含量進(jìn)行規(guī)定。既有的合金鋼屯、軌材料殘余奧氏體含量均在10%-20%，如此高比 例的殘余奧氏體直接導(dǎo)致屯、軌材料大量出現(xiàn)麻點(diǎn)、剝落、延遲斷裂等失效現(xiàn)象，大幅降低徹 叉使用壽命，增加行車安全隱患。
[0005] 針對(duì)上述出現(xiàn)的問題，本發(fā)明提供了應(yīng)用于鐵路道岔徹叉的KQ18合金鋼及其熱處 理工藝，可W有效降低鋼材氨脆和殘余奧氏體含量，具有高強(qiáng)度、高初性、氨脆性小、低殘奧 的特性，滿足鐵路徹叉的使用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種機(jī)械強(qiáng)度高，耐磨性好， 氨脆性小，殘余奧氏體含量小的KQ18合金鋼。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種KQ18合金鋼，包括如下重量 百分比的化學(xué)組分：C: 0.14-0.22%; Si :0.7-1.3% ;Mn :1.6-2.5% ;Mo :1.2-1.4% ;S: < 0.03% ;P: <0.03%;余量為化和不可避免的雜質(zhì)。
[000引進(jìn)一步地，包括如下重量百分比的化學(xué)組分:C:0.18%;Si:1.0%;Mn:2.2%;Mo: 1.3%;S:0.02%;P:0.02%;余量為化和不可避免的雜質(zhì)。
[0009]進(jìn)一步地，所述KQ18合金鋼的機(jī)械性能：抗拉強(qiáng)度> 1300Mpa;屈服強(qiáng)度> llOOMpa;延伸率>10% ;斷面率>50% ;20°C時(shí)沖擊初性ak含70J/cm2，-20°C時(shí)沖擊初性ak 含60Jc/m，-40°C時(shí)沖擊初性ak^55J/cm ;洛氏硬度皿C為40-45;氨含量<0.1 ppm;殘余 奧氏體含量〇.79%-2.67%。
[0010]本發(fā)明還提供了上述KQ18合金鋼的熱處理工藝，包括如下步驟：
[0011] (1)均勻加熱到900-950°C，保溫3-地，得到奧氏體；
[0012] (2)緩慢開啟爐口，將爐口開至1/4處，降溫到600-650°C后，關(guān)閉爐口，保溫3-化， 得到珠光體；
[0013] (3)緩慢開啟爐口，將爐口開至處，降溫到300-400°C后，關(guān)閉爐口，保溫2-4h， 開啟爐口，空冷至常溫，得到下貝氏體。
[0014] 進(jìn)一步地，所述步驟(1)中均勻加熱到920°C，保溫3.化。
[0015] 進(jìn)一步地，所述步驟(2)中降溫到62(TC，保溫地。
[0016] 進(jìn)一步地，所述步驟(3)中降溫到360°C，保溫化。
[0017] 本發(fā)明還提供了上述KQ18合金鋼在制造鐵路道岔徹叉中的應(yīng)用。
[0018] 本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：
[0019] (1)本發(fā)明KQ18合金鋼的機(jī)械強(qiáng)度高，耐磨性好，氨脆性小，氨含量檢驗(yàn)結(jié)果小于 O.lppm，遠(yuǎn)低于現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求，其殘余奧氏體含量在0.79%-2.67%之間，遠(yuǎn)低 于既有屯、軌材料。
[0020] (2)本發(fā)明KQ18合金鋼用于徹叉翼軌與屯、軌的制造，使徹叉最薄弱的屯、軌軌頭寬 10-50mm斷面范圍內(nèi)屯、軌和翼軌強(qiáng)度等級(jí)匹配，共同承受輪載，使用壽命達(dá)到年通過總重4 億噸。
[0021] (3)本發(fā)明KQ18合金鋼的熱處理工藝簡單，易于操作，生產(chǎn)成本低。
【附圖說明】
[0022] 圖1是本發(fā)明KQ18合金鋼的熱處理工藝的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 實(shí)施例一
[0024] 一種KQ18合金鋼，包括如下重量百分比的化學(xué)組分：C: 0.18 % ; Si :1.0% ;Mn: 2.2%;M〇:1.3%;S:0.02%;P:0.02%;余量為化和不可避免的雜質(zhì)。
[00巧]上述KQ18合金鋼的熱處理工藝，包括如下步驟：
[0026] (1)均勻加熱到920°C，保溫3.化，得到奧氏體；
[0027] (2)緩慢開啟爐口，將爐口開至1/4處，降溫到620°C后，關(guān)閉爐口，保溫地，得到珠 光體；
[00%] (3)緩慢開啟爐口，將爐口開至處，降溫到360°c后，關(guān)閉爐口，保溫化，開啟爐 Π ，空冷至常溫，得到下貝氏體。
[0029] 本實(shí)施例中的KQ18合金鋼的機(jī)械性能見表1。
[0030] 實(shí)施例二
[0031] 一種KQ18合金鋼，包括如下重量百分比的化學(xué)組分：C:0.14% ;Si:0.7% ;Mn: 1.6%;M〇:1.2%;S:0.03%;P:0.03%;余量為化和不可避免的雜質(zhì)。
[0032] 上述KQ18合金鋼的熱處理工藝，包括如下步驟：
[0033] (1)均勻加熱到900°C，保溫化，得到奧氏體；
[0034] (2)緩慢開啟爐口，將爐口開至1/4處，降溫到650°C后，關(guān)閉爐口，保溫化，得到珠 光體；
[0035] (3)緩慢開啟爐口，將爐口開至處，降溫到300°C后，關(guān)閉爐口，保溫化，開啟爐 Π ，空冷至常溫，得到下貝氏體。
[0036] 本實(shí)施例中的KQ18合金鋼的機(jī)械性能見表1。
[0037] 實(shí)施例Ξ
[003引一種KQ18合金鋼，包括如下重量百分比的化學(xué)組分：C: 0.22 % ; Si :1.3% ;Mn: 2.5%;M0:1.4%;S:0.03%;P:0.03%;余量為化和不可避免的雜質(zhì)。
[0039] 上述KQ18合金鋼的熱處理工藝，包括如下步驟：
[0040] (1)均勻加熱到950°C，保溫地，得到奧氏體；
[0041] (2)緩慢開啟爐口，將爐口開至1/4處，降溫到600°C后，關(guān)閉爐口，保溫化，得到珠 光體；
[0042] (3)緩慢開啟爐口，將爐口開至處，降溫到400°C后，關(guān)閉爐口，保溫地，開啟爐 Π ，空冷至常溫，得到下貝氏體。
[0043] 本實(shí)施例中的KQ18合金鋼的機(jī)械性能見表1。
[0044] 表1 KQ18合金鋼經(jīng)不同熱處理工藝的機(jī)械性能 Γ 004.^1
[0046] 綜上可知，本發(fā)明個(gè)實(shí)施例中KQ18合金鋼的機(jī)械性能抗拉強(qiáng)度>1300Mpa，屈服強(qiáng) 度 > 11 OOMpa，延伸率> 10 %，斷面率 > 50 %，沖擊初性ak 含 70J/c nf (20 °C )含 60 Jc/nf (-20 °C)含55J/cm2(-40°C)，洛氏硬度HRC40-45,氨含量<0.1郵m，殘余奧氏體含量0.79%- 2.67%。本發(fā)明KQ18合金鋼的熱處理工藝，可W有效降低鋼材氨脆和殘余奧氏體含量，具有 高強(qiáng)度、高初性、氨脆性小、低殘奧的特性，滿足鐵路徹叉的使用要求。
[0047] W上對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)例，不 能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均 應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種KQ18合金鋼，其特征在于：包括如下重量百分比的化學(xué)組分：C:0.14-0.22% ; Si:0.7-1.3%;Mn:1.6-2.5%;Mo:1.2-1.4% ;S: <0·03%;Ρ: <0.03%;余量為Fe和不可避 免的雜質(zhì)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種KQ18合金鋼，其特征在于:包括如下重量百分比的化學(xué)組 分：C:0.18% ;Si:1.0% ;Mn:2.2% ;M〇:1.3%;S:0.02% ;Ρ:0·02% ;余量為Fe和不可避免的 雜質(zhì)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種KQ18合金鋼，其特征在于:所述KQ18合金鋼的機(jī)械性 能:抗拉強(qiáng)度>1300Mpa;屈服強(qiáng)度>1100Mpa;延伸率>10%;斷面率>50%;20°C時(shí)沖擊韌 性ak g 70 J/c m2，-20 °C時(shí)沖擊韌性ak g 60 Jc/ m2，-40 °C時(shí)沖擊韌性ak g 55 J/c m2;洛氏硬度 HRC為40-45;氫含量<0. lppm;殘余奧氏體含量0.79%-2.67%。4. 一種如權(quán)利要求3所述的KQ18合金鋼的熱處理工藝，其特征在于:包括如下步驟： (1) 均勻加熱到900-950 °C，保溫3-4h，得到奧氏體； (2) 緩慢開啟爐門，將爐門開至1/4處，降溫到600-650°C后，關(guān)閉爐門，保溫3-5h，得到 珠光體； (3) 緩慢開啟爐門，將爐門開至1/3處，降溫到300-400°C后，關(guān)閉爐門，保溫2-4h，開啟 爐門，空冷至常溫，得到下貝氏體。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種KQ18合金鋼的熱處理工藝，其特征在于：所述步驟（1)中 均勻加熱到920°C，保溫3.5h。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種KQ18合金鋼的熱處理工藝，其特征在于：所述步驟(2)中 降溫到620 C，保溫4h。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種KQ18合金鋼的熱處理工藝，其特征在于：所述步驟(3)中 降溫到360 C，保溫3h。8. -種如權(quán)利要求1所述的KQ18合金鋼在制造鐵路道岔轍叉中的應(yīng)用。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種KQ18合金鋼，屬于合金鋼熱處理技術(shù)領(lǐng)域，包括如下重量百分比的化學(xué)組分：C：0.14-0.22％；Si：0.7-1.3％；Mn：1.6-2.5％；Mo1.2-1.4％；S：≤0.03％；P：≤0.03％；余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明還提供了上述KQ18合金鋼的熱處理工藝，包括如下步驟：(1)均勻加熱到900-950℃，保溫3-4h，得到奧氏體；(2)緩慢開啟爐門，將爐門開至1/4處，降溫到600-650℃后，關(guān)閉爐門，保溫3-5h，得到珠光體；(3)緩慢開啟爐門，將爐門開至1/3處，降溫到300-400℃后，關(guān)閉爐門，保溫2-4h，開啟爐門，空冷至常溫，得到下貝氏體。本發(fā)明KQ18合金鋼耐磨性好，氫脆性小，殘余奧氏體含量小；本發(fā)明KQ18合金鋼的熱處理工藝簡單，易于操作，生產(chǎn)成本低。
【IPC分類】C21D6/00, C22C38/12, C22C38/02, E01B7/10, C22C38/04
【公開號(hào)】CN105586528
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510970904
【發(fā)明人】張喜鵬, 張春生, 張喜艷
【申請(qǐng)人】天津市東達(dá)偉業(yè)機(jī)車車輛有限公司
【公開日】2016年5月18日
【申請(qǐng)日】2015年12月18日