Xy30鋼及其應用的製作方法

2023-05-25 20:30:16 1

專利名稱：Xy30鋼及其應用的製作方法
技術領域：
本發明專利涉及一種具有良好低溫強度及韌性的無鎳高錳鋼的新鋼種——XY30鋼及其應用。
背景技術：
本發明XY30鋼是針對低溫鋼軌用接頭夾板研製的。鋼軌用接頭夾板是鐵路的重要配件，技術性能要求嚴格，國內在1993年後執行鐵道部制定的鐵標，TB/T2342.1～4-93，採用B7鋼製作。
其化學成份為(％)B7鋼C 0.50～0.62、Mn 0.50～0.80、Si 0.15～0.35、P＜0.045、S＜0.050。
這種鋼熱處理後力學性能為B7鋼抗拉強度бb≥785MPa、屈服強度бs≥520MPa、伸長率δs≥9％、斷面收縮率≥20％、布氏硬度HB 227～338、冷彎角30°完好。
美國標準關於鐵路配件鋼軌用接頭夾板鋼規定常溫下技術驗收的力學性能是抗拉強度бb≥690 MPa、屈服強度бs≥480MPa、伸長率δs≥12％、斷面收縮率≥28％、冷彎角d＝3a、180°完好。
國內在長期的實踐應用中證明，B7鋼僅適用於常溫～-20℃的情況下使用，由於我國幅員遼闊，地區溫差變化較大，B7鋼在低溫條件下易斷裂，所以在鐵路幹線上經常發生斷裂事故，影響了交通的正常運行。目前，由於鐵路的不斷提速，為鋼軌用接頭夾板鋼的性能提出了更高的要求，B7鋼已不再適宜用於日益發展的鐵路配件鋼軌用接頭夾板鋼的要求。

發明內容
本發明XY30鋼是以高錳鋼為基礎，在降低影響低溫性能的元素碳、磷、矽的情況下，增加了消除熱處理產生的回火脆性元素鉬，並加入適量的微量元素釩、鋁、鈮及稀土元素來改善鋼的低溫性能，而研製成功的一種適用於我國日益發展的鐵路配件鋼軌用接頭夾板鋼要求的新鋼種。
本發明XY30鋼是通過化學成分設計冶煉軋制及熱處理工藝而得到的調質新鋼種，其特徵在於XY30鋼的化學成份為(％)
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)、加熱首先將經軋制後的單倍尺的直條夾板鋼料裝爐加熱，出爐鋼溫為850～860℃；(2)、淬火衝孔後的夾板鋼進行淬火，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℃，淬火時間為43～48秒；(3)、回火及冷卻淬火後的夾板鋼由淬火水箱出來時，夾板鋼的溫度為600～640℃，然後在鏈條輸送帶上空冷進行自身回火，當鋼溫降至120℃以下時，可進入冷卻水箱，其水溫不限，出水後鋼溫在50℃以下；(4)、冷卻後的夾板鋼進行冷矯直，修磨加工、檢查包裝。
本發明XY30鋼可應用於高速鐵路鋼軌用接頭夾板鋼。本發明XY30鋼是以高錳鋼為基礎，在降低影響低溫性能的元素碳、磷、矽的情況下，增加了消除熱處理產生的回火脆性元素鋁，並加入適量的微量元素釩、鋁、鈮及稀土元素來改善鋼的低溫性能。經過多處實驗，並利用實驗鋼錠軋制加工成鋼軌用接頭夾板，經對樣品檢測XY30鋼在+14℃時的力學性能抗拉強度бb≥785MPa、屈服強度бs≥520MPa、伸長率δs≥13％、斷面收縮率≥30％、彎曲角d＝3a、180良好、HB＝230～388；XY30鋼在-40℃時的力學性能抗拉強度бb≥730MPa、屈服強度бs≥520MPa、伸長率δs≥13％、斷面收縮率≥30％、彎曲角d＝3a、180°良好、衝擊功Akv(縱向)≥25J。實驗證明XY30鋼產品在常溫、低溫情況下性能良好，是一種適用於我國日益發展的高速鐵路鋼軌用接頭夾板鋼要求的新鋼種。
具體實施例方式
本發明XY30鋼是通過化學成分設計冶煉軋制及熱處理工藝而得到的新鋼種，在試製時針對元素的性能組成了三組材料配方，這三組配方的化學成分為(％)(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，鍛成扁鋼坯進行軋製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行熱處理。
選用的熱處理工藝為(1)、加熱首先將經軋制後的單倍尺的直條夾板鋼料裝爐加熱，出爐鋼溫為860℃；衝孔夾板鋼進行衝孔，製成鐵路配件鋼軌用接頭夾板鋼；(2)、淬火衝孔後的夾板鋼進行淬火，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℃，淬火時間為45秒；(3)、回火及冷卻淬火後的夾板鋼由淬火水箱出來時，夾板鋼的溫度為620℃，然後空冷進行自身回火。
本發明XY30鋼經過多次實驗軋制加工成鐵路鋼軌用接頭夾板，經送《鐵道部產品質量監督檢驗中心金屬化學檢驗站》檢測，XY30鋼在+14℃時的力學性能抗拉強度бb≥785MPa、屈服強度бs≥520MPa、伸長率δs≥13％、斷面收縮率≥30％、彎曲角d＝3a、180°良好；XY30鋼在-40℃時的力學性能抗拉強度бb≥730MPa、屈服強度бs≥520MPa、伸長率δs≥13％、斷面收縮率≥30％、在-40℃時彎曲角d＝3a、180°良好、衝擊功Akv(縱向)≥25J。在-50℃時彎曲角d＝3a、180°良好、衝擊功Akv(縱向)≥20J。實驗證明XY30鋼產品在常溫、低溫情況下性能良好，是一種適用於我國日益發展的高速鐵路鋼軌用接頭夾板鋼要求的新鋼種。XY30鋼還可應用在其它低溫鐵路配件如螺栓、道釘、拉杆、水泥軌枕用的鋼筋、機車、車輛用的連接件、杆件、軸類件等等。
權利要求
1.一種XY30鋼，是通過化學成分設計冶煉軋制及熱處理工藝而得到的調質新鋼種，其特徵在於其化學成份為(％)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)、加熱首先將經軋制後的單倍尺的直條夾板鋼料裝爐加熱，出爐鋼溫為850～860℃；(2)、淬火衝孔後的夾板鋼進行淬火，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℃，淬火時間為43～48秒；(3)、回火及冷卻淬火後的夾板鋼由淬火水箱出來時，夾板鋼的溫度為600～640℃，然後在鏈條輸送帶上空冷進行自身回火，當鋼溫降至120℃以下時，可進入冷卻水箱，其水溫不限，出水後鋼溫在50℃以下；(4)、冷卻後的夾板鋼進行冷矯直，修磨加工、檢查包裝。
2.根據權利要求1所述的XY30鋼，其特徵在於XY30鋼可應用於高速鐵路鋼軌用接頭夾板鋼，還可應用在其它低溫鐵路配件用鋼，如螺栓、道釘、拉杆、水泥軌枕用的鋼筋、機車、車輛用的連接件、杆件、軸類件。
全文摘要
本發明專利涉及一種具有良好低溫強度及韌性的無鎳高錳鋼的新鋼種——YW30鋼及其應用。本發明XY30鋼是以高錳鋼為基礎,在降低影響低溫性能的元素:碳、磷、矽的情況下,增加了消除熱處理產生的回火脆性元素鉬,並加入適量的微量元素:釩、鋁、鈮及稀土元素來改善鋼的低溫性能,其特徵在於:是通過化學成分設計冶煉軋制及熱處理工藝而得到的新鋼種,其化學成份為(%):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。這是一種適用於我國日益發展的高速鐵路鋼軌用接頭夾板鋼要求的新鋼種,還可應用於其它低溫鐵路配件。
文檔編號C22C38/04GK1363711SQ0113883
公開日2002年8月14日 申請日期2001年12月13日 優先權日2001年12月13日
發明者宋仁禎 申請人:宋仁禎