一種鐵路軌道用鋼墊板及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種鐵路軌道用鋼墊板及其制造方法。該鋼墊板組成配方合理，含有元素C、Si、Mn、Cr、Mg、Mo、Ni、P、S、B和Fe，通過與特定的制造工藝相結(jié)合，得到的鋼墊板基體組織由馬氏體和粒狀貝氏體構(gòu)成，具有良好的淬透性，力學(xué)性能優(yōu)異，具有良好的截面硬度均勻性和極佳的耐沖擊性能；并且制造工藝簡單，加工缺陷少，制造成本低廉。
【專利說明】一種鐵路軌道用鋼墊板及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鋼鐵材料制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種鐵路軌道用鋼墊板及其制造方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 鋼軌和軌枕之間的軌下墊板是軌道結(jié)構(gòu)中的重要部件，在輪軌動力系統(tǒng)中起著重 要的承載和減振作用。現(xiàn)階段，高鐵扣件例如WJ-7、WJ_8型扣件等大多使用鐵墊板，材質(zhì)以 QT450-10為主，主要基體組織是鐵素體。這類鐵墊板可以滿足當(dāng)前的一般性應(yīng)用需求。但 隨著重載高速鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，軸重日益增加，在鋼軌重型化的同時，對墊板的減振性能、 耐沖擊性能、使用壽命等提出了更高要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種鐵路軌道用鋼墊板及其制造方法。產(chǎn)品組成配方合 理，含有元素C、Si、Mn、Cr、Mg、Mo、Ni、P、S、B和Fe，產(chǎn)品具有良好的淬透性，力學(xué)性能優(yōu)異， 具有良好的截面硬度均勻性和極佳的耐沖擊性能。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。
[0005] -種鐵路軌道用鋼墊板，以質(zhì)量百分比（％)計，其化學(xué)組成如下：C0· 5-L0,Si 0· 2-0. 8,Mn0· 2-0. 6,CrL7-2. 0,Mg0· 03-0. 06,MoO. 3-0. 55,Ni0· 1-0. 3,P彡 0· 03， S彡 0· 03,B彡 0· 005,余量為Fe。
[0006] 該鋼墊板的基體組織由馬氏體和粒狀貝氏體組成，其中馬氏體占墊板總體積的體 積百分比為60-90%。
[0007] 合金鋼的微觀基體組織存在如下幾種類型：馬氏體、粒狀貝氏體、上貝氏體、下貝 氏體、奧氏體、回火索氏體、珠光體、滲碳體等。發(fā)明人經(jīng)過長期研究發(fā)現(xiàn)，具有如本發(fā)明前 述基體組織的合金鋼特別適合作為鐵道軌道用墊板。
[0008] 粒狀貝氏體是在鐵素體基體上分布著富碳奧氏體小島（在室溫下為富碳?xì)堄鄪W 氏體及其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，如馬氏體-奧氏體組織等），下貝氏體是含碳過飽和鐵素體與滲碳體 組成的兩相混合物，在光學(xué)顯微鏡下呈黑色針狀。在粒狀貝氏體、上貝氏體和下貝氏體三 者中，粒狀貝氏體強(qiáng)度最低，但具有較好的韌性，下貝氏體具有較高的強(qiáng)度又具有良好的韌 性。因此基于現(xiàn)有理論，本領(lǐng)域技術(shù)人員在要獲得具有良好的截面硬度均勻性及極佳的耐 沖擊性能的鋼材料時，不會想到使其形成馬氏體與粒狀貝氏體結(jié)合的基體相組織，而只會 想到馬氏體與下貝氏體相結(jié)合的基體相組織。也就是說，本發(fā)明請求保護(hù)的技術(shù)方案是本 領(lǐng)域技術(shù)人員不容易想到的。
[0009] 為獲得上述鐵路軌道用鋼墊板，本發(fā)明還提供了該鋼墊板的制造方法，包括以下 步驟：
[0010] ⑴配制合金化的鑄鋼液，控制其化學(xué)組成為（以質(zhì)量百分比計）：c0· 5-1. 0,Si 0· 2-0. 8,Mn0· 2-0. 6,CrL7-2. 0,Mg0· 03-0. 06,Mo0· 3-0. 55,Ni0· 1-0. 3,P彡 0· 03， S彡 0· 03,B彡 0· 005,余量為Fe;
[0011] (2)將合金化后的鑄鋼液引入到模具中，待冷卻凝固后形成鑄件；
[0012] (3)將鑄件在熱處理爐中加熱至800-920°C，保溫10_30min，然后以0· 01-15°C/s 的速率冷卻到室溫。
[0013] 上述制造方法中，步驟（1)中合金化的鑄鋼液的配制以及步驟（2)中的澆鑄均為 本領(lǐng)域的常規(guī)工藝，對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言屬于普通技術(shù)常識。示例性地，為配制合金化的 鑄鋼液，可先將高爐鐵水引入到脫碳爐中，加入適量脫磷料，在供氧條件下進(jìn)行脫碳處理， 得到鑄鋼液，然后將鑄鋼液引入到鋼包中，按照前述合金含量正確加入合金化原料，進(jìn)行合 金化。在配制過程中，可采用例如直讀式光譜分析儀等設(shè)備檢測合金液體的元素組成。
[0014] 為提高生產(chǎn)效率，該制造方法中可采用DISA擠壓造型線進(jìn)行造型和鑄造，如 DISA2013LP自動化垂直分型造型線。
[0015] 合金鋼中碳化物的溶解情況對各類型基體組織的轉(zhuǎn)變起著決定作用，而選取恰當(dāng) 的熱處理工藝參數(shù)是至關(guān)重要的。發(fā)明人經(jīng)長期研究發(fā)現(xiàn)，將鑄件經(jīng)過如步驟（3)所示的 熱處理工藝，可使制得的鋼墊板具有所需的基體組織和性能。優(yōu)選地，步驟（3)中加熱溫度 為850-900°C，降溫速率為1_7°C/s。
[0016]優(yōu)選地，上述制造方法還包括步驟（4)，具體為：將冷卻至室溫的鑄件重新加熱至 400-600°C回火20-30min，然后自然冷卻至室溫。
[0017] 為保證墊板產(chǎn)品的尺寸精度和后續(xù)應(yīng)用要求，熱處理工藝結(jié)束后，可采用常規(guī)后 處理工藝對其進(jìn)行加工處理。這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是容易獲知的常規(guī)技術(shù)手段。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點主要在于：配方合理，通過與特定的制造工藝相 結(jié)合，得到的鋼墊板基體組織由馬氏體和粒狀貝氏體構(gòu)成，具有良好的淬透性，力學(xué)性能優(yōu) 異，具有良好的截面硬度均勻性和極佳的耐沖擊性能；并且制造工藝簡單，加工缺陷少，制 造成本低廉。

【具體實施方式】
[0019] 下面將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不應(yīng)將其理解為對本發(fā)明 保護(hù)范圍的限制。
[0020] 制各實施例
[0021] 以制備WJ-7型扣件用墊板為例說明本發(fā)明。在實施本發(fā)明的過程中，使用中頻 GW3T-2500KW電爐熔煉合金原料，意大利GNR直讀式光譜分析儀檢測合金化鑄鋼液的元素 組成，并采用丹麥進(jìn)口DISA2013LP自動化垂直分型造型線。
[0022] 具體制備流程如下：
[0023] 根據(jù)表1中所示組成配方配制合金化的鑄鋼液，然后在其溫度為1600-1640°C時 將其澆注入砂型，待冷卻凝固后形成鑄件，隨后將鑄件置于熱處理爐中進(jìn)行熱處理，熱處理 結(jié)束后，經(jīng)后處理得到規(guī)定尺寸的墊板。其中，熱處理工藝對應(yīng)于前述步驟（3)和任選的步 驟（4)，具體參數(shù)參見表2。
[0024]表1
[0025]

【權(quán)利要求】
1. 一種鐵路軌道用鋼墊板，以質(zhì)量百分比（％)計，其化學(xué)組成如下：c 0.5-1. 0, Si 0· 2-0. 8, Μη 0· 2-0. 6, Cr 1· 7-2. 0, Mg 0· 03-0. 06, Mo 0· 3-0. 55, Ni 0· 1-0. 3, P 彡 0· 03， S 彡 0· 03, B 彡 0· 005,余量為 Fe。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼墊板，其特征在于：該鋼墊板的基體組織由馬氏體和粒狀 貝氏體組成，其中馬氏體占墊板總體積的體積百分比為60-90 %。
3. -種鐵路軌道用鋼墊板的制造方法，包括以下步驟： (1) 配制合金化的鑄鋼液，控制其化學(xué)組成為（以質(zhì)量百分比計）：C 0.5-1. 0, Si 0· 2-0. 8, Μη 0· 2-0. 6, Cr 1· 7-2. 0, Mg 0· 03-0. 06, Mo 0· 3-0. 55, Ni 0· 1-0. 3, P 彡 0· 03， S 彡 0· 03, B 彡 0· 005,余量為 Fe ; (2) 將合金化后的鑄鋼液引入到模具中，待冷卻凝固后形成鑄件； (3) 將鑄件在熱處理爐中加熱至800-920°C，保溫10_30min，然后以0. 01-15°C /s的速 率冷卻到室溫。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造方法，其特征在于：步驟（3)中加熱溫度為850-900°C， 降溫速率為1_7°C /s。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造方法，其特征在于，還包括步驟（4)，具體為：將冷卻至室 溫的鑄件重新加熱至400-600°C回火20-30min，然后自然冷卻至室溫。
【文檔編號】C21D6/00GK104278212SQ201410729538
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月4日
【發(fā)明者】沙金洋, 吳守記, 李保華 申請人:江蘇金洋機(jī)械有限公司