CN109797275A - 锻造高锰钢辙叉锰叉心水韧热处理生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种既消除或减少锻造高锰钢辙叉锰叉心内部未溶碳化物，减小析出碳化物和过热碳化物和非金属夹杂物，提高碳化物质量等级，又能提高锻造高锰钢辙叉锰叉心综合机械性能的锻造高锰钢辙叉锰叉心水韧热处理生产方法，将锻造或轧制的高锰钢锰叉心放入炉温不高于400℃的电阻炉或燃气加热炉中，以每小时不大于60℃的升温速度升至620～660℃进行预热保温，时间1.5～2.5小时；保温结束后再以每小时不大于150℃的升温速度升至1050～1090℃进行水韧加热保温，保温时间3.5～4.5小时；上述水韧加热完成后的高锰钢锰叉心从出炉开启炉门至高锰钢锰叉心入水时间不大于60秒，同时高锰钢锰叉心入水的水温不大于35℃，水韧冷却时间不小于40分钟，高锰钢锰叉心完全没入水中晃动时间不小于10分钟即可。
Description
技术领域
本发明涉及一种既消除或减少锻造高锰钢辙叉锰叉心内部未溶碳化物，减小析出碳化物和过热碳化物和非金属夹杂物，提高碳化物质量等级，又能提高锻造高锰钢辙叉锰叉心综合机械性能和使用寿命的锻造高锰钢辙叉锰叉心水韧热处理生产方法，属高锰钢辙叉制造领域。
背景技术
CN100484701C、名称“高锰钢辙叉心轨的锻造（轧制）生产方法”， 包括步骤A制得普通高 锰钢或经过合金化的高锰钢铸锭，其特征在于步骤B将铸锭加热后，采用自由 锻、模锻或轧制的方法进行锻造成型，其始锻或始轧温度≤1350℃，终锻或终 轧温度≥900℃；锻造比或轧制比在1.5～10.0范围内的任意值，步骤C将锻造 成型后的毛坯在锻造或轧制完毕时直接进行水韧处理或在锻后缓冷再重新加热 进行水韧处理和步骤D最后机械加工成高锰钢辙叉心轨。其不足之处是：由于该发明未对高锰钢进行关键水韧热处理，而键水韧热处理是提高锻造高锰钢性能的关键所在，因此其锻造高锰钢在不经过后续有效的水韧处理，其组织缺陷与综合机械性能难以去除，无法适应无缝线路中钢轨与辙叉焊接连接。
发明内容
设计目的：避免背景技术中的不足之处，设计一种既消除或减少锻造高锰钢辙叉锰叉心内部未溶碳化物，减小析出碳化物和过热碳化物和非金属夹杂物，提高碳化物质量等级，又能提高锻造高锰钢辙叉锰叉心综合机械性能和使用寿命的锻造高锰钢辙叉锰叉心水韧热处理生产方法。
设计方案：为了消除或减少锻造高锰钢辙叉锰叉心内部未溶碳化物、减小析出碳化物、过热碳化物和非金属夹杂物，提高碳化物质量等级，以及提高锻造高锰钢辙叉锰叉心综合机械性能和使用寿命，本申请将化学成分符合GB/T5680-2010《奥氏体锰钢铸件》经过锻造或轧制的高锰钢锰叉心或毛坯按以下步骤进行水韧处理，其目的在于：一是减小锻造高锰钢叉心奥氏体中的碳化物析出，使碳化物充分固溶入奥氏体中，提高高锰钢叉心的综合机械性能，并且能够使处理后高锰钢叉心不易开裂；二是细化组织，避免相变，减小碳化物的析出、存留和聚集，使材料得以强韧。
技术方案：一种锻造高锰钢辙叉锰叉心水韧热处理生产方法，将化学成分符合GB/T5680-2010奥氏体锰钢铸件经过锻造或轧制的高锰钢锰叉心或毛坯按以下步骤进行水韧处理：
（1）第一次水韧处理：将锻造或轧制的高锰钢锰叉心放入炉温不高于400℃的电阻炉或燃气加热炉中，以每小时不大于60℃的升温速度升至620～660℃进行预热保温，时间1.5～2.5小时；保温结束后再以每小时不大于150℃的升温速度升至1050～1090℃进行水韧加热保温，保温时间3.5～4.5小时；
（2）第二次水韧处理：第一次水韧加热完成后的高锰钢锰叉心从出炉开启炉门至高锰钢锰叉心入水时间不大于60秒，同时高锰钢锰叉心入水的水温不大于35℃，水韧冷却时间不小于40分钟，高锰钢锰叉心完全没入水中晃动时间不小于10分钟即可。
本发明与背景技术相比，一是该锻造高锰钢辙叉叉心水韧热处理生产方法操作简单，可实现大批量工业化生产；二是锻造高锰钢辙叉叉心水韧热处理生产方法可显著减小锻造高锰钢叉心奥氏体中的碳化物析出，组织细小，提高高锰钢叉心的综合机械性能，处理后高锰钢叉心不易开裂，其对比参数如下。
| 机械性能 | 抗拉强度 | 延伸率 | 20℃冲击值 |
| 未水韧处理高锰钢辙叉心 | 870～926MPa | 18%～23% | 30～50J |
| 水韧处理后高锰钢辙叉心 | ≥950MPa | ≥60% | ≥160J |
具体实施方式
实施例1：一种锻造高锰钢辙叉锰叉心水韧热处理生产方法，第一步骤为加热过程过程，主要是为了减小加热过程的热应力与组织应力，避免过热组织与开裂，使碳化物充分固溶入奥氏体中，其过程是将锻造或轧制的高锰钢锰叉心放入炉温不高于400℃的电阻炉或燃气加热炉中，以每小时不大于60℃的升温速度升至620～660℃进行预热保温，时间2小时；保温结束后再以每小时不大于150℃的升温速度升至1050～1090℃进行水韧加热保温，时间4小时。
第二步骤为加热后的冷却过程，主要是为了细化组织，避免相变，减小碳化物的析出、存留和聚集，使材料得以强韧。B步骤过程中，水韧加热完成后的高锰钢辙叉叉心出炉开启炉门至锰叉心入水时间不大于60秒，高锰钢辙叉叉心入水的水温不大于35℃，水韧冷却时间不小于40分钟，高锰钢辙叉叉心完全没入水中晃动时间不小于10分钟。
通过步骤一与二的相关参数与过程，最终实现消除锻造高锰钢辙叉锰叉心内部未溶碳化物、减小析出碳化物、过热碳化物和非金属夹杂，提高碳化物质量等级，同时提高锻造高锰钢辙叉锰叉心综合机械性能。锻造高锰钢辙叉锰叉心经该水韧处理后实际抗拉强度≥950MPa，延伸率≥60%，20℃冲击值≥160J，延长其使用寿命，此锻造高锰钢辙叉叉心水韧热处理生产方法的可操作性与实用性较强。
需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明的设计思路作了比较详细的文字描述，但是这些文字描述，只是对本发明设计思路的简单文字描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种锻造高锰钢辙叉锰叉心水韧热处理生产方法，其特征是：将化学成分符合GB/T5680-2010奥氏体锰钢铸件经过锻造或轧制的高锰钢锰叉心或毛坯按以下步骤进行水韧处理：
（1）第一次水韧处理：将锻造或轧制的高锰钢锰叉心放入炉温不高于400℃的电阻炉或燃气加热炉中，以每小时不大于60℃的升温速度升至620～660℃进行预热保温，时间1.5～2.5小时；保温结束后再以每小时不大于150℃的升温速度升至1050～1090℃进行水韧加热保温，保温时间3.5～4.5小时；
（2）第二次水韧处理：第一次水韧加热完成后的高锰钢锰叉心从出炉开启炉门至高锰钢锰叉心入水时间不大于60秒，同时高锰钢锰叉心入水的水温不大于35℃，水韧冷却时间不小于40分钟，高锰钢锰叉心完全没入水中晃动时间不小于10分钟即可。
2.根据权利要求1所述的锻造高锰钢辙叉锰叉心水韧热处理生产方法，其特征是：高锰钢锰叉心完全没入水中晃动频率是每分钟8～12次。
3.根据权利要求1所述的锻造高锰钢辙叉锰叉心水韧热处理生产方法，其特征是：水韧处理后高锰钢锰叉心性能：抗拉强度≥950MPa，延伸率≥60%，冲击值（20℃）≥160J。
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| CN201810621569.8A CN109797275A (zh) | 2018-06-15 | 2018-06-15 | 锻造高锰钢辙叉锰叉心水韧热处理生产方法 |
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| CN201810621569.8A Pending CN109797275A (zh) | 2018-06-15 | 2018-06-15 | 锻造高锰钢辙叉锰叉心水韧热处理生产方法 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN109797275A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111411297A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-14 | 中铁宝桥集团有限公司 | 一种合金化高锰钢辙叉及其制造工艺 |
| CN112662858A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-04-16 | 中铁宝桥集团有限公司 | 一种高锰钢辙叉的水韧处理工艺 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1869256A (zh) * | 2006-06-13 | 2006-11-29 | 中铁宝桥股份有限公司 | 高锰钢辙叉热处理系统及热处理工艺 |
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2018
- 2018-06-15 CN CN201810621569.8A patent/CN109797275A/zh active Pending
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