CN106244879A - 一种铁路铁轨专用的合金材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铁路铁轨专用的合金材料及其制备方法，所述铁路铁轨专用的合金材料，按重量百分比计，锰6.2‑7.4％，铜3.0‑4.2％,锂2.8‑3.8％，钨0.4‑0.6％，铬0.5‑0.9％，镱0.001‑0.012％，钪0.002‑0.006％，镍0.001‑0.004％，钕0.001‑0.003％，磷0.001‑0.003％，镁为余量。本发明通过选择特定的配方制备出一种具有较高强度、硬度的高性能合金材料，同时具有轻量、耐磨损的优点，并且具有优异散热性，可满足铁路铁轨专用的合金材料的质量要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种合金技术领域，具体是一种铁路铁轨专用的合金材料及其制备方法。
背景技术
镁合金具有密度小、比强度和比刚度高、导热导电性能好、阻尼减振、电磁屏蔽、易于加工成型、废料容易回收等优点，在汽车、电子通信、航空航天和国防军事等领域具有重要的应用价值，被称为21世纪“绿色工程材料”。镁合金具有密度小、比强度和比刚度高、导热导电性能好、阻尼减振、电磁屏蔽、易于加工成型、废料容易回收等优点，在汽车、电子通信、航空航天和国防军事等领域具有重要的应用价值，被称为21世纪“绿色工程材料”。
当然，镁合金也有其性能上的缺点，如结晶温度间隔宽，容易形成凝固收缩分布在铸件断面，使合金强度和韧性降低，镁合金为密排六方晶体结构，抗拉强度、屈服强度和延伸率低，较低的电极电位(-2.37V)使耐蚀性变差，使镁合金的应用受到很大限制。当然，镁合金也有其性能上的缺点，如结晶温度间隔宽，容易形成凝固收缩分布在铸件断面，使合金强度和韧性降低，镁合金为密排六方晶体结构，抗拉强度、屈服强度和延伸率低，较低的电极电位(-2.37V)使耐蚀性变差，使镁合金的应用受到很大限制。
而铁路铁轨承受大吨位火车，对铁路铁轨材料的要求极为严格，因此急需研发一种铁路铁轨专用的合金材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铁路铁轨专用的合金材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种铁路铁轨专用的合金材料，按重量百分比计，锰6.2-7.4％，铜3.0-4.2％,锂2.8-3.8％，钨0.4-0.6％，铬0.5-0.9％，镱0.001-0.012％，钪0.002-0.006％，镍0.001-0.004％，钕0.001-0.003％，磷0.001-0.003％，镁为余量。
作为本发明进一步的方案：按重量百分比计，锰6.4-7.1％，铜3.4-4.1％,锂2.9-3.3％，钨0.4-0.6％，铬0.5-0.9％，镱0.001-0.012％，钪0.002-0.006％，镍0.001-0.004％，钕0.001-0.003％，磷0.001-0.003％，镁为余量。
作为本发明进一步的方案：按重量百分比计，锰6.8％，铜3.8％,锂3.1％，钨0.5％，铬0.7％，镱0.007％，钪0.005％，镍0.003％，钕0.002％，磷0.002％，镁为余量。
一种铁路铁轨专用的合金材料的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，按重量将上述材料进行熔炼，熔炼后并在900-1150℃保温0.5-1h，随后在氮气的保护下降温至200℃，接着，进行升温，温度每隔10min提高100℃，直至温度提高到700℃；
(2)然后，在700℃下进行恒温烧铸，烧铸时保持35-40℃每秒的速度进行降温，降温至178℃；
(3)接着，在氨气氛围下，进行淬火处理，淬火温度为869℃，处理时间为30min，淬火结束后，在真空度为0.5×10-2MPa下降温保持温度在1370℃，得到熔化体；
(4)最后，将烧铸模具在300-400℃下预热2-4h，随后将步骤(3)得到的熔化体浇注到预热后的烧铸模具中，在真空度为0.5×10-2MPa下冷却到100℃，在恢复气压为大气压和加入氮气保护时，降温至25℃。
作为本发明进一步的方案：步骤(1)中熔炼后并在1024℃保温0.8h。
作为本发明进一步的方案：步骤(4)中将烧铸模具在350℃下预热3h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过选择特定的配方制备出一种具有较高强度、硬度的高性能镁合金材料，同时具有轻量、耐磨损的优点，并且具有优异散热性，可满足铁路铁轨的质量要求。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种铁路铁轨专用的合金材料，按重量百分比计，锰6.2％，铜3.0％,锂2.8％，钨0.4％，铬0.5％，镱0.001％，钪0.002％，镍0.001％，钕0.001％，磷0.001％，镁为余量。
一种铁路铁轨专用的合金材料的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，按重量将上述材料进行熔炼，熔炼后并在900℃保温0.5h，随后在氮气的保护下降温至200℃，接着，进行升温，温度每隔10min提高100℃，直至温度提高到700℃；
(2)然后，在700℃下进行恒温烧铸，烧铸时保持35℃每秒的速度进行降温，降温至178℃；
(3)接着，在氨气氛围下，进行淬火处理，淬火温度为869℃，处理时间为30min，淬火结束后，在真空度为0.5×10-2MPa下降温保持温度在1370℃，得到熔化体；
(4)最后，将烧铸模具在300℃下预热2h，随后将步骤(3)得到的熔化体浇注到预热后的烧铸模具中，在真空度为0.5×10-2MPa下冷却到100℃，在恢复气压为大气压和加入氮气保护时，降温至25℃。
实施例2
一种铁路铁轨专用的合金材料，按重量百分比计，锰6.4％，铜3.4％,锂2.9％，钨0.4％，铬0.5％，镱0.001％，钪0.002％，镍0.001％，钕0.001％，磷0.001％，镁为余量。
一种铁路铁轨专用的合金材料的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，按重量将上述材料进行熔炼，熔炼后并在900℃保温0.5h，随后在氮气的保护下降温至200℃，接着，进行升温，温度每隔10min提高100℃，直至温度提高到700℃；
(2)然后，在700℃下进行恒温烧铸，烧铸时保持35℃每秒的速度进行降温，降温至178℃；
(3)接着，在氨气氛围下，进行淬火处理，淬火温度为869℃，处理时间为30min，淬火结束后，在真空度为0.5×10-2MPa下降温保持温度在1370℃，得到熔化体；
(4)最后，将烧铸模具在300℃下预热2h，随后将步骤(3)得到的熔化体浇注到预热后的烧铸模具中，在真空度为0.5×10-2MPa下冷却到100℃，在恢复气压为大气压和加入氮气保护时，降温至25℃。
实施例3
一种铁路铁轨专用的合金材料，按重量百分比计，锰6.8％，铜3.8％,锂3.1％，钨0.5％，铬0.7％，镱0.007％，钪0.005％，镍0.003％，钕0.002％，磷0.002％，镁为余量。
一种铁路铁轨专用的合金材料的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，按重量将上述材料进行熔炼，熔炼后并在1024℃保温0.8h，随后在氮气的保护下降温至200℃，接着，进行升温，温度每隔10min提高100℃，直至温度提高到700℃；
(2)然后，在700℃下进行恒温烧铸，烧铸时保持38℃每秒的速度进行降温，降温至178℃；
(3)接着，在氨气氛围下，进行淬火处理，淬火温度为869℃，处理时间为30min，淬火结束后，在真空度为0.5×10-2MPa下降温保持温度在1370℃，得到熔化体；
(4)最后，将烧铸模具在350℃下预热3h，随后将步骤(3)得到的熔化体浇注到预热后的烧铸模具中，在真空度为0.5×10-2MPa下冷却到100℃，在恢复气压为大气压和加入氮气保护时，降温至25℃。
实施例4
一种铁路铁轨专用的合金材料，按重量百分比计，锰7.1％，铜4.1％,锂3.3％，钨0.6％，铬0.9％，镱0.012％，钪0.006％，镍0.004％，钕0.003％，磷0.003％，镁为余量。
一种铁路铁轨专用的合金材料的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，按重量将上述材料进行熔炼，熔炼后并在1150℃保温1h，随后在氮气的保护下降温至200℃，接着，进行升温，温度每隔10min提高100℃，直至温度提高到700℃；
(2)然后，在700℃下进行恒温烧铸，烧铸时保持40℃每秒的速度进行降温，降温至178℃；
(3)接着，在氨气氛围下，进行淬火处理，淬火温度为869℃，处理时间为30min，淬火结束后，在真空度为0.5×10-2MPa下降温保持温度在1370℃，得到熔化体；
(4)最后，将烧铸模具在400℃下预热4h，随后将步骤(3)得到的熔化体浇注到预热后的烧铸模具中，在真空度为0.5×10-2MPa下冷却到100℃，在恢复气压为大气压和加入氮气保护时，降温至25℃。
实施例5
一种铁路铁轨专用的合金材料，按重量百分比计，锰7.4％，铜4.2％,锂3.8％，钨0.6％，铬0.9％，镱0.012％，钪0.006％，镍0.004％，钕0.003％，磷0.003％，镁为余量。
一种铁路铁轨专用的合金材料的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，按重量将上述材料进行熔炼，熔炼后并在1150℃保温1h，随后在氮气的保护下降温至200℃，接着，进行升温，温度每隔10min提高100℃，直至温度提高到700℃；
(2)然后，在700℃下进行恒温烧铸，烧铸时保持40℃每秒的速度进行降温，降温至178℃；
(3)接着，在氨气氛围下，进行淬火处理，淬火温度为869℃，处理时间为30min，淬火结束后，在真空度为0.5×10-2MPa下降温保持温度在1370℃，得到熔化体；
(4)最后，将烧铸模具在400℃下预热4h，随后将步骤(3)得到的熔化体浇注到预热后的烧铸模具中，在真空度为0.5×10-2MPa下冷却到100℃，在恢复气压为大气压和加入氮气保护时，降温至25℃。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种铁路铁轨专用的合金材料，其特征在于，按重量百分比计，锰6.2-7.4％，铜3.0-4.2％,锂2.8-3.8％，钨0.4-0.6％，铬0.5-0.9％，镱0.001-0.012％，钪0.002-0.006％，镍0.001-0.004％，钕0.001-0.003％，磷0.001-0.003％，镁为余量。
2.根据权利要求1所述的铁路铁轨专用的合金材料，其特征在于，按重量百分比计，锰6.4-7.1％，铜3.4-4.1％,锂2.9-3.3％，钨0.4-0.6％，铬0.5-0.9％，镱0.001-0.012％，钪0.002-0.006％，镍0.001-0.004％，钕0.001-0.003％，磷0.001-0.003％，镁为余量。
3.根据权利要求1或2所述的铁路铁轨专用的合金材料，其特征在于，按重量百分比计，锰6.8％，铜3.8％,锂3.1％，钨0.5％，铬0.7％，镱0.007％，钪0.005％，镍0.003％，钕0.002％，磷0.002％，镁为余量。
4.一种如权利要求1-3任一所述的铁路铁轨专用的合金材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
(1)首先，按重量将上述材料进行熔炼，熔炼后并在900-1150℃保温0.5-1h，随后在氮气的保护下降温至200℃，接着，进行升温，温度每隔10min提高100℃，直至温度提高到700℃；
(2)然后，在700℃下进行恒温烧铸，烧铸时保持35-40℃每秒的速度进行降温，降温至178℃；
(3)接着，在氨气氛围下，进行淬火处理，淬火温度为869℃，处理时间为30min，淬火结束后，在真空度为0.5×10-2MPa下降温保持温度在1370℃，得到熔化体；
(4)最后，将烧铸模具在300-400℃下预热2-4h，随后将步骤(3)得到的熔化体浇注到预热后的烧铸模具中，在真空度为0.5×10-2MPa下冷却到100℃，在恢复气压为大气压和加入氮气保护时，降温至25℃。
5.根据权利要求4所述的铁路铁轨专用的合金材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中熔炼后并在1024℃保温0.8h。
6.根据权利要求4所述的铁路铁轨专用的合金材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中将烧铸模具在350℃下预热3h。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101130841A (zh) * | 2007-10-11 | 2008-02-27 | 孙德春 | 钛稀土镁合金 |
| CN101381831A (zh) * | 2008-10-29 | 2009-03-11 | 仝仲盛 | 一种高塑性镁合金 |
| CN101405417A (zh) * | 2006-03-20 | 2009-04-08 | 国立大学法人熊本大学 | 高强度高韧性镁合金及其制造方法 |
| CN101698917A (zh) * | 2009-11-11 | 2010-04-28 | 重庆大学 | 一种高强度高塑性镁合金 |
-
2016
- 2016-08-26 CN CN201610734445.1A patent/CN106244879A/zh active Pending
Patent Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
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