本發(fā)明涉及鋼軌生產(chǎn)，尤其涉及一種無碳化物貝氏體/馬氏體復相鋼軌及制備方法。

背景技術：

1、隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，鐵路運輸以其高效性和安全性，成為當今社會的主要運輸方式，對我國能源運輸和經(jīng)濟的快速發(fā)展具有重要的意義。貨運重載鐵路在環(huán)境和資源方面的可持續(xù)發(fā)展優(yōu)勢已得到國際認可，并取得了顯著的發(fā)展。隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展和重載鐵路的快速發(fā)展，列車的軸重、運行速度、交通密度在不斷提高，鋼軌的服役使用條件日益嚴峻，對鋼軌強韌性和疲勞性能提出了更高的要求。

2、現(xiàn)有鐵路用鋼軌主要以高碳珠光體鋼軌鋼為主,?其強韌性已優(yōu)化到理論極限，沒有進一步提高的空間，難以滿足我國高速重載鐵路的運輸要求。因此,迫切需要開發(fā)一種強韌性更為優(yōu)良的新型鋼軌鋼，無碳化物貝氏體/馬氏體復相鋼軌鋼因具有高強韌塑性受到國內外學者的廣泛關注。

3、1960年代，人們發(fā)現(xiàn)具有貝氏體/馬氏體的復相組織比單純的貝氏體或馬氏體組織具有更為優(yōu)異的力學性能，尤其是強韌性配合更為優(yōu)異。因此，具有貝氏體/馬氏體復相鋼組織的鋼受到了廣泛的重視。國內外研究學者發(fā)現(xiàn)，經(jīng)不同的熱處理時間，在不同的溫度下等溫處理獲得的貝氏體/馬氏體復相復相組織可進一步優(yōu)化鋼的強韌性。但等溫處理獲得的貝氏體/馬氏體復相組織鋼制備工藝相對較為復雜，只適用于中小的結構件，這就在技術方面限制了其作為結構材料大規(guī)模地應用推廣。采用微合金化方式，在mn-b系低碳貝氏體鋼中添加一定量的si和cr元素，以取代b元素，發(fā)明了低碳mn-si-cr系貝氏體/馬氏體復相鋼鋼，此系列試驗鋼可以在較寬的冷卻速度范圍內獲得貝氏體/馬氏體復相組織。

4、近年來，國內外學者通過在貝氏體鋼中添加一定量的si或al等元素，在貝氏體轉變區(qū)低溫等溫淬火處理，后空冷到室溫獲得了無碳化物貝氏體鋼。這種鋼的顯微組織由貝氏體型鐵素體板條+殘余奧氏體（塊狀+薄膜狀）組成。無碳化物貝氏體試驗鋼在強度提高的同時，仍保持了較高的韌塑性，表現(xiàn)出顯著優(yōu)于傳統(tǒng)高強鋼的綜合力學性能。

5、因此，如何通過適當?shù)暮辖鹪?，配合適當?shù)奶幚砉に?，得到強韌性更為優(yōu)異的鋼軌鋼，成為本領域技術人員亟待解決的技術問題。

6、基于此，現(xiàn)有技術仍然有待改進。

技術實現(xiàn)思路

1、為解決上述技術問題，本發(fā)明實施例提出一種無碳化物貝氏體/馬氏體復相鋼軌及制備方法，以解決現(xiàn)有技術的鋼軌鋼的強韌性不能滿足需求的技術問題。

2、為解決上述技術問題，一方面，本發(fā)明一些實施例公開了一種無碳化物貝氏體/馬氏體復相鋼軌的生產(chǎn)方法，包括：

3、步驟一?將按照成分設計冶煉澆鑄得到的鋼坯在1200-1280℃下進行奧氏體均勻化處理后軋制，得到鋼軌中間體；

4、步驟二?將所述鋼軌中間體進行第一次冷卻處理，冷卻至250-300℃；

5、步驟三?進行第一次加熱處理，加熱至300-400℃后保溫第一預定時間；

6、步驟四?進行第二次冷卻處理，冷卻至250-300℃后保溫第二預定時間；

7、步驟五?進行第三次冷卻處理，冷卻至室溫。

8、一些實施例中，步驟一中，1200-1280℃下保溫60-180min。

9、一些實施例中，步驟一中，軋制的終冷溫度未850-950℃。

10、一些實施例中，步驟二中，第一次冷卻處理的開冷溫度為650-800℃，冷卻速率為1.5-3.0℃/s。

11、一些實施例中，步驟三中，第一次加熱處理的加熱速率為5-10℃/s，第一預定時間為120-240。

12、一些實施例中，步驟四中，第二次冷卻處理的冷卻速率為1.5-3.0℃/s，第二預定時間為240-600min。

13、一些實施例中，步驟五中，第三次冷卻處理的冷卻速率為1.0-1.5℃/s。

14、一些實施例中，所述成分設計采用0.20-0.30%碳含量。

15、另一方面，本發(fā)明一些實施例還公開了一種無碳化物貝氏體/馬氏體復相鋼軌，其采用前述的無碳化物貝氏體/馬氏體復相鋼軌的生產(chǎn)方法制得。

16、一些實施例中，抗拉強度≥1280mpa，延伸率≥12%，斷面收縮率≥45%；

17、或者，常溫沖擊≥80j，-40℃低溫沖擊≥40j；

18、或者，組織中含有40-55%的貝氏體鐵素體、35-50%的馬氏體及5-15%的殘余奧氏體。

19、采用上述技術方案，本發(fā)明至少具有如下有益效果：

20、本發(fā)明提供的一種無碳化物貝氏體/馬氏體復相鋼軌及制備方法，基于無碳化物貝氏體與貝氏體/馬氏體復相組織強韌性特點，在0.20-0.30%碳含量范圍內，通過適當?shù)暮辖鹪?，輔以適當?shù)臒嶙冃魏蜔崽幚砉に?，獲得強韌性更為優(yōu)異的新型無碳化物貝氏體/馬氏體復相組織及其鋼軌鋼。保證現(xiàn)有在線熱處理無碳化物貝氏體/馬氏體復相鋼軌強韌性同時，提高鋼軌運行安全性，滿足重載鐵路用鋼軌或是道岔鐵路用鋼軌。

技術特征：

1.一種無碳化物貝氏體/馬氏體復相鋼軌的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的無碳化物貝氏體/馬氏體復相鋼軌的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟一中，1200-1280℃下保溫60-180min。

3.根據(jù)權利要求1所述的無碳化物貝氏體/馬氏體復相鋼軌的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟一中，軋制的終冷溫度未850-950℃。

4.根據(jù)權利要求1所述的無碳化物貝氏體/馬氏體復相鋼軌的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟二中，第一次冷卻處理的開冷溫度為650-800℃，冷卻速率為1.5-3.0℃/s。

5.根據(jù)權利要求1所述的無碳化物貝氏體/馬氏體復相鋼軌的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟三中，第一次加熱處理的加熱速率為5-10℃/s，第一預定時間為120-240。

6.根據(jù)權利要求1所述的無碳化物貝氏體/馬氏體復相鋼軌的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟四中，第二次冷卻處理的冷卻速率為1.5-3.0℃/s，第二預定時間為240-600min。

7.根據(jù)權利要求1所述的無碳化物貝氏體/馬氏體復相鋼軌的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟五中，第三次冷卻處理的冷卻速率為1.0-1.5℃/s。

8.根據(jù)權利要求1所述的無碳化物貝氏體/馬氏體復相鋼軌的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述成分設計采用0.20-0.30%碳含量。

9.一種無碳化物貝氏體/馬氏體復相鋼軌，其特征在于，采用權利要求1-8任意一項所述的無碳化物貝氏體/馬氏體復相鋼軌的生產(chǎn)方法制得。

10.根據(jù)權利要求9所述的無碳化物貝氏體/馬氏體復相鋼軌，其特征在于，抗拉強度≥1280mpa，延伸率≥12%，斷面收縮率≥45%；

技術總結
本發(fā)明公開了一種無碳化物貝氏體/馬氏體復相鋼軌及其制備方法，制備方法包括：將按照成分設計冶煉澆鑄得到的鋼坯在1200?1280℃下進行奧氏體均勻化處理后軋制，得到鋼軌中間體；將所述鋼軌中間體進行第一次冷卻處理，冷卻至250?300℃；進行第一次加熱處理，加熱至300?400℃后保溫第一預定時間；進行第二次冷卻處理，冷卻至250?300℃后保溫第二預定時間；進行第三次冷卻處理，冷卻至室溫。本發(fā)明基于無碳化物貝氏體與貝氏體/馬氏體復相組織強韌性特點，在0.20?0.30%碳含量范圍內，通過適當?shù)暮辖鹪?，輔以適當?shù)臒嶙冃魏蜔崽幚砉に嚕@得了強韌性更為優(yōu)異的新型無碳化物貝氏體/馬氏體復相組織及其鋼軌鋼，具有較好的市場應用前景。

技術研發(fā)人員：袁俊,鄒明,鄧勇,李若曦
受保護的技術使用者：攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/30