[发明专利]一种高性能扣件弹条及其制造方法与应用

权利要求书

1.一种高性能扣件弹条，其特征在于，所述高性能扣件弹条化学成分的质量百分数为：0.2％≤C≤0.8％，0.5％≤Mn≤3.0％，1.0％≤Si≤2.5％，Cr≤2.0％，Ti≤0.15％，Nb≤0.15％，V≤0.15％，Mo≤0.50％，B≤0.004％，P≤0.02％，S≤0.03％，N≤0.02％，其余为Fe和不可避免的杂质元素；

所述扣件弹条的显微组织结构主要为马氏体与残余奥氏体的混合体或马氏体、贝氏体与残余奥氏体的混合体；其中，残余奥氏体的体积分数介于3％～20％之间；所述扣件弹条的显微组织中还包含体积分数不超过1％的析出碳化物；

所述扣件弹条的硬度≥44HRC、断面收缩率≥25％、室温冲击吸收能量KV₂≥10J，弹条的总脱碳层深度≤0.2mm；

所述高性能扣件弹条的制造方法，包括如下步骤：

1)弹条原材料线材的热成型

将具有所述化学成分的原材料线材加热至850～1100℃温度区间，保温0.2～1h，然后将均热后的线材弯曲成型为弹条，成型终了温度不低于760℃；

2)弹条的淬火与回火处理

将热成型后的弹条以不低于20℃/s的冷却速度淬火冷却至淬火温度QT，QT介于80～300℃，淬火前温度不低于760℃，淬火保温时长5s～10min；

随后，对淬火后的弹条实施回火处理，以不低于5℃/s的升温速度加热淬火后的弹条至回火温度TT，TT介于180～500℃，回火保温时长20s～60min，其中，QT＜TT；回火处理结束后，将弹条空冷至室温。

2.根据权利要求1所述的一种高性能扣件弹条，其特征在于，所述残余奥氏体的几何形状为薄膜状或条带状，其厚度不超过500nm。

3.根据权利要求1所述的一种高性能扣件弹条，其特征在于，所述析出碳化物包括碳化钛、碳化铌、碳化钒或碳化钼中的一种或一种以上。

4.根据权利要求1所述的一种高性能扣件弹条，其特征在于，在不改变弹条内部微观组织结构的前提条件下，弹条的原材料化学成分还包含Al、Cu和Ni元素，但Al、Cu和Ni元素的质量百分数均不超过1.0％。

5.根据权利要求1所述高性能扣件弹条，其特征在于，步骤2)中，对淬火后的弹条实施两级回火处理：

第一级回火处理时，以不低于5℃/s的升温速度加热淬火后的弹条至回火温度TT1，TT1介于180～500℃，回火保温时长Tt1介于20s～10min；第二级回火处理时，将回火温度升至TT2，TT2介于TT1～500℃，回火保温时长Tt2介于20s～60min-Tt1；其中，QT＜TT1＜TT2。

6.根据权利要求1所述高性能扣件弹条，其特征在于，步骤2)中，对淬火后的弹条实施两级回火处理：

第一级回火处理时，以不低于5℃/s的升温速度加热淬火后的弹条至回火温度TT1，TT1介于180～500℃，回火保温时长Tt1介于20s～10min；第二级回火处理时，将回火温度降至TT2，TT2介于180℃～TT1，回火保温时长Tt2介于20s～60min-Tt1；其中，QT＜TT2＜TT1。

7.根据权利要求1所述高性能扣件弹条，其特征在于，步骤2)以后还包括：

步骤3)弹条的后处理

将淬火与回火处理后的弹条首先进行表面喷丸处理，喷丸压力0.1～0.6MPa，喷丸时长1～20min；喷丸处理后，弹条表面涂覆厚度为0.1～0.5mm的防锈漆用于防腐蚀处理。

8.权利要求1-7中任一项所述高性能扣件弹条的应用，其特征在于，所述高性能扣件弹条用于城市轨道交通或高速铁路的轨道扣件系统中。