CN102409265B - 轨道辙叉用合金钢 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轨道辙叉用合金钢，该合金钢的化学组成包括，以质量百分比计：C：0.23～0.28％，Si：1.60～2.20％，Mn：1.60～2.00％，Cr：1.40～1.90％，Ni：0.50～0.60％，Mo：0.33～0.43％，Al：0.15～0.20％，Ce：0.01～0.02％，P≤0.02％，S≤0.02％，其余为Fe；由该合金钢制作的轨道辙叉的抗拉强度和低温冲击等性能远好于高锰钢，轨道辙叉的使用寿命能大大提高，无需频繁更换，能大大降低轨道运行成本。
Description
技术领域
本发明涉及铁路轨道技术领域，具体涉及轨道辙叉用合金钢。
背景技术
铁路道岔的辙叉，由辙叉心轨、位于辙叉心轨两侧的左翼轨和右翼轨等构成，辙叉心轨与两翼轨之间有较大的空隙，这样辙叉心轨尖端与两翼轨工作边最接近处形成一有害空间，列车通过时，不可避免的会引起冲击振动，辙叉容易损坏，辙叉损坏将影响列车行驶安全；而由于目前轨道辙叉多为高锰钢制作而成，高锰钢初期的硬度较低，磨耗较快，到了后期由于列车的不断碾压，会造成辙叉顶面的硬度不断提高，进而又会出现辙叉剥离掉块，进一步的加快了辙叉的伤损；伤损的辙叉将危及列车的行车安全，必须及时予以更换；高锰钢制作的辙叉不仅使用寿命较低，且需经常更换，极大增加了轨道运行成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种使用寿命长，能有效降低轨道运行成本的轨道辙叉用合金钢。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
所述轨道辙叉用合金钢，该合金钢的化学组成包括，以质量百分比计：C：0.23～0.28％，Si：1.60～2.20％，Mn：1.60～2.00％，Cr：1.40～1.90％，Ni：0.50～0.60％，Mo：0.33～0.43％，Al：0.15～0.20％，Ce：0.01～0.02％，P≤0.02％，S≤0.02％，其余为Fe。
所述轨道辙叉用合金钢中有害成分N的含量为≤20.0ppm，H的含量为≤1.2ppm，O的含量为≤80.0PPm。
所述轨道辙叉用合金钢由生铁、铬铁、钼铁、中碳锰铁、高碳锰铁、硅铁、电解镍、铝及稀土合金铈制作而成。
所述生铁中C含量为4.20～4.50％，其它为铁。
所述铬铁中铬含量为59～60％，C含量为0.20～0.25％，其它为铁。
所述钼铁中钼含量58～60％，其它为铁。
所述碳锰钢中锰含量为79～80％，C含量为1.40～1.50％，P含量为0.16～0.18％，其它为铁。
所述高碳锰铁中锰含量为75～76％，C含量为6.60～6.80％，P含量为0.12～0.14％，其它为铁。
所述硅铁中硅含量为75～76％，其它为铁；所述电解镍中镍含量为100％。
本发明的优点在于：所述轨道辙叉用合金钢，通过控制合金钢内各合金成分配比；同时控制P、S等有害成分比例，控制N、H、O等有害气体的含量，避免由此造成的钢材的抗拉强度和低温冲击等性能不合格的现象的发生；所述轨道辙叉用合金钢的产品性能为：抗拉强度σb≥1250MPa；屈服强度σ0.2≥1100MPa；延伸率δ5(‰)≥10；断面收缩率ψ(‰)≥25；室温冲击韧性αku(42℃)≥75J/cm2；低温冲击韧性σku(-40℃)≥35J/cm2；硬度HRC37-42；由此合金钢制作的轨道辙叉的抗拉强度和低温冲击等性能远好于高锰钢，轨道辙叉的使用寿命能大大提高，无需频繁更换，能大大降低轨道运行成本。
具体实施方式
下面通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
所述轨道辙叉用合金钢，该合金钢的化学组成包括，以质量百分比计：C：0.23～0.28％，Si：1.60～2.20％，Mn：1.60～2.00％，Cr：1.40～1.90％，Ni：0.50～0.60％，Mo：0.33～0.43％，Al：0.15～0.20％，Ce：0.01～0.02％，P≤0.02％，S≤0.02％，其余为Fe。
所述轨道辙叉用合金钢中有害成分N的含量为≤80.0PPm，H的含量为≤1.2ppm，O的含量为≤80.0PPm。
所述轨道辙叉用合金钢的主要成分为C、Fe、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Al及Ce等，P和S的含量≤0.02％；其中：
碳：能够提高合金钢的屈服点和抗拉强度，使其塑性和冲击性降低；
硅：硅是还原剂和脱氧剂，硅能提高合金钢的弹性极性，硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用；
锰：锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，较一般钢有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能；
铬：铬能够显著提高合金钢的强度、硬度和耐磨性，提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性；
镍：能提高钢的塑性和韧性，在高温下有防锈和耐热能力；
钼：能够使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和搞蠕变能力；
铝：钢中的脱氧剂，可细化晶粒，提高冲击韧性，铝与铬、硅合用，可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力；
铈：提高延展性，降低和消除氧、硫对钢的性能危害。
该合金钢材料配比经多次试验获得，其充分考虑了辙叉在线路中的使用状况及参照同类的技术条件，增加了材料的屈服强度和塑性值，增加了材料的抗冲击及抗磨损能力，由该合金钢制作而成的辙叉具有使用寿命长的特点。
所述轨道辙叉用合金钢由生铁、铬铁、钼铁、中碳锰铁、高碳锰铁、硅铁、电解镍、铝及稀土合金铈制作而成。
所述生铁中C含量为4.20～4.50％，其它为铁。
所述铬铁中铬含量为59～60％，C含量为0.20～0.25％，其它为铁。
所述钼铁中钼含量58～60％，其它为铁。
所述碳锰钢中锰含量为79～80％，C含量为1.40～1.50％，P含量为0.16～0.18％，其它为铁。
所述高碳锰铁中锰含量为75～76％，C含量为6.60～6.80％，P含量为0.12～0.14％，其它为铁。
所述硅铁中硅含量为75～76％，其它为铁；所述电解镍中镍含量为100％。
所述轨道辙叉用合金钢，通过对P、S等有害成分比例及N、H、O等有害气体的含量的控制；避免由此造成的钢材的抗拉强度和低温冲击等性能不合格的现象的发生；通过采用特定配比的合金材料制作该合金钢，制得的合金钢的产品性能为：抗拉强度σb≥1250MPa；屈服强度σ0.2≥1100MPa；延伸率δ5(‰)≥10；断面收缩率ψ(‰)≥25；室温冲击韧性αku(42℃)≥75J/cm2；低温冲击韧性σku(-40℃)≥35J/cm2；硬度HRC37-42；由此合金钢制作的轨道辙叉的抗拉强度和低温冲击等性能远好于高锰钢，轨道辙叉的使用寿命能大大提高，无需频繁更换，能大大降低轨道运行成本。
上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.轨道辙叉用合金钢，其特征在于：该合金钢的化学组成包括，以质量百分比计：C：0.23～0.28％，Si: 1.60～2.20％，Mn: 1.60～2.00％，Cr：1.40～1.90％，Ni: 0.50～0.60％，Mo: 0.33～0.43％，Al：0.15～0.20％，Ce：0.01～0.02％，P0.02％，S≤0.02％，其余为Fe；该合金钢中有害成分N的含量为≤80.0PPm，H的含量为≤1.2ppm，O的含量为≤20.0ppm；
该合金钢由生铁、铬铁、钼铁、中碳锰铁、高碳锰铁、硅铁、电解镍、铝及稀土合金铈制作而成；
所述生铁中C含量为4.20～4.50％，其它为铁；
所述铬铁中铬含量为59～60％，C含量为0.20～0.25％，其它为铁；
所述钼铁中钼含量58～60％，其它为铁；
所述碳锰钢中锰含量为79～80％，C含量为1.40～1.50％，P含量为0.16～0.18％，其它为铁；
所述高碳锰铁中锰含量为75～76％，C含量为6.60～6.80％，P含量为0.12～0.14％，其它为铁；
所述硅铁中硅含量为75～76％，其它为铁；
所述电解镍中镍含量为100％。
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