[发明专利]一种梯度结构超细贝氏体低合金轨道钢及其制备方法

权利要求书

1.一种梯度结构超细贝氏体低合金轨道钢，其特征在于，所述轨道钢基体为铁素体-珠光体双相组织、表层为超细贝氏体组织，形成由超细贝氏体向铁素体-珠光体过渡的梯度结构。

2.一种权利要求1所述的梯度结构超细贝氏体低合金轨道钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将待处理轨道用钢进行第一道热加工处理，使所述待处理轨道用钢获得铁素体-珠光体双相组织；

(2)将步骤(1)形成铁素体-珠光体双相组织的待处理轨道用钢进行第二道热加工处理，使形成所述铁素体-珠光体双相组织的待处理轨道用钢的工作表层侧生成超细贝氏体组织，轨道钢整体形成由超细贝氏体向铁素体-珠光体过渡的梯度结构；

(3)将步骤(2)形成超细贝氏体向铁素体-珠光体过渡的梯度结构的待处理轨道用钢进行第三道热加工处理，使所述待处理轨道用钢的梯度结构稳定化，得到所述梯度结构超细贝氏体低合金轨道钢；

步骤(2)具体包括以下步骤：

将步骤(1)形成铁素体-珠光体双相组织的待处理轨道用钢的工作侧表层快速加热，保温，并以第三冷却速度将所述待处理轨道用钢冷却至第四预设温度，然后进行第二保温或第二慢冷，使待处理轨道用钢快速加热层区域形成超细贝氏体组织；

所述第三冷却速度为0.6℃/s～20℃/s，所述第四预设温度为Ms-20℃～Ms+50℃，Ms为轨道用钢的马氏体转变起始温度；所述第二慢冷的速度为0.005℃/s～0.2℃/s；

所述快速加热的加热速度为5℃/s～200℃/s；所述保温的时间为1s～10min；所述待处理轨道用钢的工作侧表层为轨道用钢表面至以下0.5mm～50mm深度。

3.根据权利要求2所述的梯度结构超细贝氏体低合金轨道钢的制备方法，其特征在于，步骤(1)具体包括以下步骤：

将所述待处理轨道用钢进行奥氏体化处理，得到经奥氏体化处理后的待处理轨道用钢；

以第一冷却速度对所述奥氏体化处理后的待处理轨道用钢进行冷却至第一预设温度，之后进行第一保温或第一慢冷，使待处理轨道用钢形成铁素体-珠光体双相组织；所述第一冷却速度为0.3℃/s～20℃/s，所述第一预设温度为550℃～750℃。

4.根据权利要求3所述的梯度结构超细贝氏体低合金轨道钢的制备方法，其特征在于，所述第一慢冷具体为：以第一慢冷速度冷却所述待处理轨道用钢至第二预设温度，并以第二冷却速度将所述待处理轨道用钢冷却至第三预设温度；

所述第一慢冷速度为0.01℃/s～0.1℃/s，所述第二预设温度为500℃～650℃；

所述第二冷却速度为0.1℃/s～10℃/s，所述第三预设温度为200℃～350℃。

5.根据权利要求2所述的梯度结构超细贝氏体低合金轨道钢的制备方法，其特征在于，步骤(3)具体包括以下步骤：

将步骤(2)形成超细贝氏体-铁素体-珠光体梯度结构的待处理轨道用钢进行回火处理，使所述待处理轨道用钢的梯度结构稳定化，得到所述梯度结构超细贝氏体轨道钢；

所述回火处理时的回火温度为200℃～500℃。

6.根据权利要求2所述的梯度结构超细贝氏体低合金轨道钢的制备方法，其特征在于，所述待处理轨道用钢的成分以质量百分比计，包括：C：0.25～0.55，Mn：0.5～2.0，Al+Si：0.8～1.8，Cr+Mo+Ni1.5，V+Nb+B：0.06～0.20，P0.02，S0.02，Ti0.01，O0.0015，N0.008，H0.0001，余量为Fe。