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，在汽車、電子通信、航空航天和國防軍事等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值，被稱為21世紀“綠色工程材料”。鎂合金具有密度小、比強度和比剛度高、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，在汽車、電子通信、航空航天和國防軍事等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值，被稱為21世紀“綠色工程材料”。

當然，鎂合金也有其性能上的缺點，如結(jié)晶溫度間隔寬，容易形成凝固收縮分布在鑄件斷面，使合金強度和韌性降低，鎂合金為密排六方晶體結(jié)構(gòu)，抗拉強度、屈服強度和延伸率低，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。當然，鎂合金也有其性能上的缺點，如結(jié)晶溫度間隔寬，容易形成凝固收縮分布在鑄件斷面，使合金強度和韌性降低，鎂合金為密排六方晶體結(jié)構(gòu)，抗拉強度、屈服強度和延伸率低，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，對鐵路鐵軌材料的要求極為嚴格，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)中提出的問題。

為實現(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，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)明進一步的方案：按重量百分比計，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)明進一步的方案：按重量百分比計，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行熔煉，熔煉后并在900-1150℃保溫0.5-1h，隨后在氮氣的保護下降溫至200℃，接著，進行升溫，溫度每隔10min提高100℃，直至溫度提高到700℃；

(2)然后，在700℃下進行恒溫燒鑄，燒鑄時保持35-40℃每秒的速度進行降溫，降溫至178℃；

(3)接著，在氨氣氛圍下，進行淬火處理，淬火溫度為869℃，處理時間為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氣保護時，降溫至25℃。

作為本發(fā)明進一步的方案：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)明通過選擇特定的配方制備出一種具有較高強度、硬度的高性能鎂合金材料，同時具有輕量、耐磨損的優(yōu)點，并且具有優(yōu)異散熱性，可滿足鐵路鐵軌的質(zhì)量要求。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本專利的技術(shù)方案作進一步詳細地說明。

實施例1

一種鐵路鐵軌專用的合金材料，按重量百分比計，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行熔煉，熔煉后并在900℃保溫0.5h，隨后在氮氣的保護下降溫至200℃，接著，進行升溫，溫度每隔10min提高100℃，直至溫度提高到700℃；

(2)然后，在700℃下進行恒溫燒鑄，燒鑄時保持35℃每秒的速度進行降溫，降溫至178℃；

(3)接著，在氨氣氛圍下，進行淬火處理，淬火溫度為869℃，處理時間為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氣保護時，降溫至25℃。

實施例2

一種鐵路鐵軌專用的合金材料，按重量百分比計，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行熔煉，熔煉后并在900℃保溫0.5h，隨后在氮氣的保護下降溫至200℃，接著，進行升溫，溫度每隔10min提高100℃，直至溫度提高到700℃；

(2)然后，在700℃下進行恒溫燒鑄，燒鑄時保持35℃每秒的速度進行降溫，降溫至178℃；

(3)接著，在氨氣氛圍下，進行淬火處理，淬火溫度為869℃，處理時間為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氣保護時，降溫至25℃。

實施例3

一種鐵路鐵軌專用的合金材料，按重量百分比計，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行熔煉，熔煉后并在1024℃保溫0.8h，隨后在氮氣的保護下降溫至200℃，接著，進行升溫，溫度每隔10min提高100℃，直至溫度提高到700℃；

(2)然后，在700℃下進行恒溫燒鑄，燒鑄時保持38℃每秒的速度進行降溫，降溫至178℃；

(3)接著，在氨氣氛圍下，進行淬火處理，淬火溫度為869℃，處理時間為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氣保護時，降溫至25℃。

實施例4

一種鐵路鐵軌專用的合金材料，按重量百分比計，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行熔煉，熔煉后并在1150℃保溫1h，隨后在氮氣的保護下降溫至200℃，接著，進行升溫，溫度每隔10min提高100℃，直至溫度提高到700℃；

(2)然后，在700℃下進行恒溫燒鑄，燒鑄時保持40℃每秒的速度進行降溫，降溫至178℃；

(3)接著，在氨氣氛圍下，進行淬火處理，淬火溫度為869℃，處理時間為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氣保護時，降溫至25℃。

實施例5

一種鐵路鐵軌專用的合金材料，按重量百分比計，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行熔煉，熔煉后并在1150℃保溫1h，隨后在氮氣的保護下降溫至200℃，接著，進行升溫，溫度每隔10min提高100℃，直至溫度提高到700℃；

(2)然后，在700℃下進行恒溫燒鑄，燒鑄時保持40℃每秒的速度進行降溫，降溫至178℃；

(3)接著，在氨氣氛圍下，進行淬火處理，淬火溫度為869℃，處理時間為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氣保護時，降溫至25℃。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(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現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實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)當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說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)當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。