[发明专利]铁路辙叉用高碳超高硅贝氏体钢及其制备方法

摘要

一种铁路辙叉用高碳超高硅贝氏体钢，它是一种超细无碳化物贝氏体组织，其化学成分质量百分比wt％为C0.68～0.72、Si3.0～4.0、Mn0.4～0.6、Cr0.4～0.6、W0.1～0.3、V0.04‑0.06、Al0.02‑0.10，其余为Fe和少量杂质元素。上述高碳超高硅贝氏体钢的制备方法主要是冶炼浇注钢锭，在钢模中缓冷至室温，将钢锭进行去氢和组织均匀化处理，模锻钢锭成形，对锻件进行贝氏体相变热处理。本发明制备的高碳超高硅贝氏体钢的屈服强度大于1100MPa，抗拉强度大于1500MPa，室温冲击韧性大于100J/cm2，延伸率达到30％，断裂韧性(K1C)大于60MPa.m‑1/2，尤其是强塑积高达50GPa％，制备的高碳超高硅贝氏体钢的力学性能达到了同强度级别马氏体时效钢的水平，但其成本仅大约为马氏体时效钢的三十分之一。

主权项

一种铁路辙叉用高碳超高硅贝氏体钢的制备方法，所述铁路辙叉用高碳超高硅贝氏体钢是一种超细无碳化物贝氏体组织，其化学成分质量百分比wt％为：C：0.68～0.72、Si：3.0～4.0、Mn：0.4～0.6、Cr：0.4～0.6、W：0.1～0.3、V：0.04‑0.06、Al：0.02‑0.10，其余为Fe和少量杂质元素，其特征在于：(1)铸锭：采用电弧炉冶炼钢水、LF炉精炼钢水，将上述成分的钢水浇注钢模中后缓冷至室温；(2)对步骤(1)钢锭进行去氢和组织均匀化热处理：首先以80‑100℃/h的速度加热到600‑650℃，保温10‑12h，再以120‑150℃/h的速度加热到1000‑1050℃，保温4‑6h，空冷到室温；(3)将钢锭模锻成形为所需的形状和尺寸的铁路辙叉心轨：将步骤(2)的钢锭以180‑200℃/h的速度加热到600℃保温均温3‑5h，然后以100‑140℃/h的速度加热到1220℃保温2‑4h，始锻温度1190～1210℃，终锻温度850‑900℃，锻造变形比5‑6；(4)将步骤(3)的锻件进行最终热处理：将锻件加热到925‑935℃奥氏体化2‑3h后直接放入340‑360℃盐浴中等温1‑3h淬火，然后放入温度为280‑300℃的炉中等温1‑2h后，放置在空气中冷却到室温，再加热到300℃～320℃保温1‑2h进行回火处理。