本發(fā)明涉及一種合金技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種鐵路鐵軌專用的合金材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

鎂合金具有密度小、比強(qiáng)度和比剛度高、導(dǎo)熱導(dǎo)電性能好、阻尼減振、電磁屏蔽、易于加工成型、廢料容易回收等優(yōu)點(diǎn)，在汽車、電子通信、航空航天和國(guó)防軍事等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值，被稱為21世紀(jì)“綠色工程材料”。鎂合金具有密度小、比強(qiáng)度和比剛度高、導(dǎo)熱導(dǎo)電性能好、阻尼減振、電磁屏蔽、易于加工成型、廢料容易回收等優(yōu)點(diǎn)，在汽車、電子通信、航空航天和國(guó)防軍事等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值，被稱為21世紀(jì)“綠色工程材料”。

當(dāng)然，鎂合金也有其性能上的缺點(diǎn)，如結(jié)晶溫度間隔寬，容易形成凝固收縮分布在鑄件斷面，使合金強(qiáng)度和韌性降低，鎂合金為密排六方晶體結(jié)構(gòu)，抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率低，較低的電極電位(-2.37V)使耐蝕性變差，使鎂合金的應(yīng)用受到很大限制。當(dāng)然，鎂合金也有其性能上的缺點(diǎn)，如結(jié)晶溫度間隔寬，容易形成凝固收縮分布在鑄件斷面，使合金強(qiáng)度和韌性降低，鎂合金為密排六方晶體結(jié)構(gòu)，抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率低，較低的電極電位(-2.37V)使耐蝕性變差，使鎂合金的應(yīng)用受到很大限制。

而鐵路鐵軌承受大噸位火車，對(duì)鐵路鐵軌材料的要求極為嚴(yán)格，因此急需研發(fā)一種鐵路鐵軌專用的合金材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種鐵路鐵軌專用的合金材料及其制備方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種鐵路鐵軌專用的合金材料，按重量百分比計(jì)，錳6.2-7.4％，銅3.0-4.2％,鋰2.8-3.8％，鎢0.4-0.6％，鉻0.5-0.9％，鐿0.001-0.012％，鈧0.002-0.006％，鎳0.001-0.004％，釹0.001-0.003％，磷0.001-0.003％，鎂為余量。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：按重量百分比計(jì)，錳6.4-7.1％，銅3.4-4.1％,鋰2.9-3.3％，鎢0.4-0.6％，鉻0.5-0.9％，鐿0.001-0.012％，鈧0.002-0.006％，鎳0.001-0.004％，釹0.001-0.003％，磷0.001-0.003％，鎂為余量。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：按重量百分比計(jì)，錳6.8％，銅3.8％,鋰3.1％，鎢0.5％，鉻0.7％，鐿0.007％，鈧0.005％，鎳0.003％，釹0.002％，磷0.002％，鎂為余量。

一種鐵路鐵軌專用的合金材料的制備方法，具體步驟為：

(1)首先，按重量將上述材料進(jìn)行熔煉，熔煉后并在900-1150℃保溫0.5-1h，隨后在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下降溫至200℃，接著，進(jìn)行升溫，溫度每隔10min提高100℃，直至溫度提高到700℃；

(2)然后，在700℃下進(jìn)行恒溫?zé)T，燒鑄時(shí)保持35-40℃每秒的速度進(jìn)行降溫，降溫至178℃；

(3)接著，在氨氣氛圍下，進(jìn)行淬火處理，淬火溫度為869℃，處理時(shí)間為30min，淬火結(jié)束后，在真空度為0.5×10^-2MPa下降溫保持溫度在1370℃，得到熔化體；

(4)最后，將燒鑄模具在300-400℃下預(yù)熱2-4h，隨后將步驟(3)得到的熔化體澆注到預(yù)熱后的燒鑄模具中，在真空度為0.5×10^-2MPa下冷卻到100℃，在恢復(fù)氣壓為大氣壓和加入氮?dú)獗Ｗo(hù)時(shí)，降溫至25℃。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：步驟(1)中熔煉后并在1024℃保溫0.8h。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：步驟(4)中將燒鑄模具在350℃下預(yù)熱3h。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明通過(guò)選擇特定的配方制備出一種具有較高強(qiáng)度、硬度的高性能鎂合金材料，同時(shí)具有輕量、耐磨損的優(yōu)點(diǎn)，并且具有優(yōu)異散熱性，可滿足鐵路鐵軌的質(zhì)量要求。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本專利的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。

實(shí)施例1

一種鐵路鐵軌專用的合金材料，按重量百分比計(jì)，錳6.2％，銅3.0％,鋰2.8％，鎢0.4％，鉻0.5％，鐿0.001％，鈧0.002％，鎳0.001％，釹0.001％，磷0.001％，鎂為余量。

一種鐵路鐵軌專用的合金材料的制備方法，具體步驟為：

(1)首先，按重量將上述材料進(jìn)行熔煉，熔煉后并在900℃保溫0.5h，隨后在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下降溫至200℃，接著，進(jìn)行升溫，溫度每隔10min提高100℃，直至溫度提高到700℃；

(2)然后，在700℃下進(jìn)行恒溫?zé)T，燒鑄時(shí)保持35℃每秒的速度進(jìn)行降溫，降溫至178℃；

(3)接著，在氨氣氛圍下，進(jìn)行淬火處理，淬火溫度為869℃，處理時(shí)間為30min，淬火結(jié)束后，在真空度為0.5×10^-2MPa下降溫保持溫度在1370℃，得到熔化體；

(4)最后，將燒鑄模具在300℃下預(yù)熱2h，隨后將步驟(3)得到的熔化體澆注到預(yù)熱后的燒鑄模具中，在真空度為0.5×10^-2MPa下冷卻到100℃，在恢復(fù)氣壓為大氣壓和加入氮?dú)獗Ｗo(hù)時(shí)，降溫至25℃。

實(shí)施例2

一種鐵路鐵軌專用的合金材料，按重量百分比計(jì)，錳6.4％，銅3.4％,鋰2.9％，鎢0.4％，鉻0.5％，鐿0.001％，鈧0.002％，鎳0.001％，釹0.001％，磷0.001％，鎂為余量。

一種鐵路鐵軌專用的合金材料的制備方法，具體步驟為：

(1)首先，按重量將上述材料進(jìn)行熔煉，熔煉后并在900℃保溫0.5h，隨后在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下降溫至200℃，接著，進(jìn)行升溫，溫度每隔10min提高100℃，直至溫度提高到700℃；

(2)然后，在700℃下進(jìn)行恒溫?zé)T，燒鑄時(shí)保持35℃每秒的速度進(jìn)行降溫，降溫至178℃；

(3)接著，在氨氣氛圍下，進(jìn)行淬火處理，淬火溫度為869℃，處理時(shí)間為30min，淬火結(jié)束后，在真空度為0.5×10^-2MPa下降溫保持溫度在1370℃，得到熔化體；

(4)最后，將燒鑄模具在300℃下預(yù)熱2h，隨后將步驟(3)得到的熔化體澆注到預(yù)熱后的燒鑄模具中，在真空度為0.5×10^-2MPa下冷卻到100℃，在恢復(fù)氣壓為大氣壓和加入氮?dú)獗Ｗo(hù)時(shí)，降溫至25℃。

實(shí)施例3

一種鐵路鐵軌專用的合金材料，按重量百分比計(jì)，錳6.8％，銅3.8％,鋰3.1％，鎢0.5％，鉻0.7％，鐿0.007％，鈧0.005％，鎳0.003％，釹0.002％，磷0.002％，鎂為余量。

一種鐵路鐵軌專用的合金材料的制備方法，具體步驟為：

(1)首先，按重量將上述材料進(jìn)行熔煉，熔煉后并在1024℃保溫0.8h，隨后在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下降溫至200℃，接著，進(jìn)行升溫，溫度每隔10min提高100℃，直至溫度提高到700℃；

(2)然后，在700℃下進(jìn)行恒溫?zé)T，燒鑄時(shí)保持38℃每秒的速度進(jìn)行降溫，降溫至178℃；

(3)接著，在氨氣氛圍下，進(jìn)行淬火處理，淬火溫度為869℃，處理時(shí)間為30min，淬火結(jié)束后，在真空度為0.5×10^-2MPa下降溫保持溫度在1370℃，得到熔化體；

(4)最后，將燒鑄模具在350℃下預(yù)熱3h，隨后將步驟(3)得到的熔化體澆注到預(yù)熱后的燒鑄模具中，在真空度為0.5×10^-2MPa下冷卻到100℃，在恢復(fù)氣壓為大氣壓和加入氮?dú)獗Ｗo(hù)時(shí)，降溫至25℃。

實(shí)施例4

一種鐵路鐵軌專用的合金材料，按重量百分比計(jì)，錳7.1％，銅4.1％,鋰3.3％，鎢0.6％，鉻0.9％，鐿0.012％，鈧0.006％，鎳0.004％，釹0.003％，磷0.003％，鎂為余量。

一種鐵路鐵軌專用的合金材料的制備方法，具體步驟為：

(1)首先，按重量將上述材料進(jìn)行熔煉，熔煉后并在1150℃保溫1h，隨后在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下降溫至200℃，接著，進(jìn)行升溫，溫度每隔10min提高100℃，直至溫度提高到700℃；

(2)然后，在700℃下進(jìn)行恒溫?zé)T，燒鑄時(shí)保持40℃每秒的速度進(jìn)行降溫，降溫至178℃；

(3)接著，在氨氣氛圍下，進(jìn)行淬火處理，淬火溫度為869℃，處理時(shí)間為30min，淬火結(jié)束后，在真空度為0.5×10^-2MPa下降溫保持溫度在1370℃，得到熔化體；

(4)最后，將燒鑄模具在400℃下預(yù)熱4h，隨后將步驟(3)得到的熔化體澆注到預(yù)熱后的燒鑄模具中，在真空度為0.5×10^-2MPa下冷卻到100℃，在恢復(fù)氣壓為大氣壓和加入氮?dú)獗Ｗo(hù)時(shí)，降溫至25℃。

實(shí)施例5

一種鐵路鐵軌專用的合金材料，按重量百分比計(jì)，錳7.4％，銅4.2％,鋰3.8％，鎢0.6％，鉻0.9％，鐿0.012％，鈧0.006％，鎳0.004％，釹0.003％，磷0.003％，鎂為余量。

一種鐵路鐵軌專用的合金材料的制備方法，具體步驟為：

(1)首先，按重量將上述材料進(jìn)行熔煉，熔煉后并在1150℃保溫1h，隨后在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下降溫至200℃，接著，進(jìn)行升溫，溫度每隔10min提高100℃，直至溫度提高到700℃；

(2)然后，在700℃下進(jìn)行恒溫?zé)T，燒鑄時(shí)保持40℃每秒的速度進(jìn)行降溫，降溫至178℃；

(3)接著，在氨氣氛圍下，進(jìn)行淬火處理，淬火溫度為869℃，處理時(shí)間為30min，淬火結(jié)束后，在真空度為0.5×10^-2MPa下降溫保持溫度在1370℃，得到熔化體；

(4)最后，將燒鑄模具在400℃下預(yù)熱4h，隨后將步驟(3)得到的熔化體澆注到預(yù)熱后的燒鑄模具中，在真空度為0.5×10^-2MPa下冷卻到100℃，在恢復(fù)氣壓為大氣壓和加入氮?dú)獗Ｗo(hù)時(shí)，降溫至25℃。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。