美洲铁路用钢轨及其生产方法 |
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| 申请号 | CN201611084115.9 | 申请日 | 2016-11-30 | 公开(公告)号 | CN106636954A | 公开(公告)日 | 2017-05-10 |
| 申请人 | 内蒙古包钢钢联股份有限公司; | 发明人 | 李平; 王永明; 周乐育; 梁正伟; 涛雅; 郭利宏; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种美洲 铁 路用 钢 轨及其生产方法。上述钢轨包括：0.78～0.84wt％的C，0.50～0.58wt％的Si，1.12～1.22wt％的Mn，0.20～0.30wt％的Cr，0.005～0.009wt％的Mo，0.030～0.045wt％的Ni，不大于0.020wt％的P和S，不大于0.010wt％的Al，不大于0.010wt％的V，余量为铁。本发明提供的钢轨硬度均在310HB以上，延伸率≥10％。满足美洲重载铁路的使用要求。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种美洲铁路用钢轨，其特征在于，包括：0.78～0.84wt％的C，0.50～0.58wt％的Si，1.12～1.22wt％的Mn，0.20～0.30wt％的Cr，0.005～0.009wt％的Mo，0.030～ |
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| 说明书全文 | 美洲铁路用钢轨及其生产方法技术领域背景技术[0002] 美洲铁路主要以重载货运为主，在重载铁路曲线区段，钢轨的主要伤损形式以磨耗为主，而改善钢轨的耐磨性能可以提高钢轨的使用寿命。对于珠光体组织，材料的硬度越高，耐磨损性能越好。 [0003] 2014年以前，包钢出口巴西等国家美标标准强度SS300HB钢轨，当时按旧版美标要求，轨头踏面硬度≥300HB，延伸率≥9％。2014年版新美标，成分C和Cr元素上限往高提了，其它成分不变，但性能要求却大大提升：轨头踏面硬度≥310HB，延伸率≥10％。 [0004] 为了适应美洲铁路重载耐磨的要求，需要尽快研制出轨头踏面硬度在310HB以上，且延伸率不低于10％的SS310HB钢轨，满足美洲重载铁路的使用要求，已经越来越受到本领域技术人员的关注。 发明内容[0005] 有鉴于此，本发明提供一种美洲铁路用钢轨及其生产方法。 [0006] 本发明提供一种美洲铁路用钢轨，其包括：0.78～0.84wt％的C，0.50～0.58wt％的Si，1.12～1.22wt％的Mn，0.20～0.30wt％的Cr，0.005～0.009wt％的Mo，0.030～0.045wt％的Ni，不大于0.020wt％的P和S，不大于0.010wt％的Al，不大于0.010wt％的V，余量为铁。 [0007] 进一步地，所述钢轨包括：0.82wt％的C，0.53wt％的Si，1.18wt％的Mn，0.22wt％的Cr，0.006wt％的Mo，0.037wt％的Ni，不大于0.020wt％的P和S，不大于0.010wt％的Al，不大于0.010wt％的V，余量为铁。 [0008] 相应的，本发明还提供一种美洲铁路用钢轨的生产方法，其包括： [0009] 步骤a、冶炼； [0010] 步骤b、VD处理； [0011] 步骤c、连铸； [0013] 步骤e、轧后冷却，进淬火机组冷速达到0.80～1.2℃/s。。 [0014] 进一步地，所述步骤d中，钢坯加热时间大于4小时，均热时间不少于50分钟。 [0016] 进一步地，所述步骤e具体为： [0018] 本发明提供一种美洲铁路用钢轨，其钢轨组成中，通过钢轨成分的优化来提高钢轨淬透性，并且通过添加微量Ni、Mo合金元素，使钢种淬透性提高，细化珠光体片层，进而实现钢轨性能的强韧化。同时，添加微量Ni、Mo合金元素后，通过控制控制钢开轧和轨终轧温度，提高钢轨轧后冷却速度，可以细化相变前奥氏体晶粒、细化珠光体片层间距，从而达到提高钢轨综合性能指标的目的。实验证明，本发明提供的钢轨硬度均在310HB以上，延伸率≥10％。满足美洲重载铁路的使用要求。附图说明 [0020] 图1为本发明实施例2制备的钢轨的显微组织照片； [0021] 图2为本发明实施例3制备的钢轨的显微组织照片。 具体实施方式[0022] 本发明公开了一种美洲铁路用钢轨及其生产方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。 [0023] 本发明提供一种美洲铁路用钢轨，其包括：0.78～0.84wt％的C，0.50～0.58wt％的Si，1.12～1.22wt％的Mn，0.20～0.30wt％的Cr，0.005～0.009wt％的Mo，0.030～0.045wt％的Ni，不大于0.020wt％的P和S，不大于0.010wt％的Al，不大于0.010wt％的V，余量为铁。 [0024] 进一步地，该钢轨其包括：0.82wt％的C，0.53wt％的Si，1.18wt％的Mn，0.22wt％的Cr，0.006wt％的Mo，0.037wt％的Ni，不大于0.020wt％的P和S，不大于0.010wt％的Al，不大于0.010wt％的V，余量为铁。 [0025] 相应的，本发明还提供一种上述美洲铁路用钢轨的生产方法，包括如下步骤： [0026] 步骤a、冶炼； [0027] 步骤b、VD处理； [0028] 步骤c、连铸； [0029] 步骤d、轧制，开轧温度控制在1100～1160℃，终轧温度不大于930℃； [0030] 步骤e、轧后冷却，进淬火机组冷速达到0.80～1.2℃/s。 [0031] 本发明提供一种美洲铁路用钢轨，其钢轨组成中，通过钢轨成分的优化来提高钢轨淬透性，并且通过添加微量Ni、Mo合金元素，使钢种淬透性提高，细化珠光体片层，进而实现钢轨性能的强韧化。同时，添加微量Ni、Mo合金元素后，通过控制控制钢开轧和轨终轧温度，提高钢轨轧后冷却速度，可以细化相变前奥氏体晶粒、细化珠光体片层间距，从而达到提高钢轨综合性能指标的目的。 [0032] 优选地，上述步骤e具体为： [0033] 将轧后钢轨以700～750℃的温度送入淬火机组进行风冷冷却至600～650℃，冷却速度为0.8～1.2℃/s；之后，将钢轨室温冷却。 [0034] 即在微调整合金元素Ni、Mo的基础上，走余热淬火线进行风冷，即提高相变前的冷速，降低相变温度，从而提高钢轨的强度和韧性。 [0035] 此步骤更有选地，钢轨相变温度大概在600℃左右，让轧后100m长钢轨以720℃左右的温度入淬火机组，经过风冷后，以650℃温度机组再上冷床，相变前冷速由之前冷床上的0.5℃/s增加到0.85℃/s，提高了相变前的冷速，从而降低了相变温度，让相变时间更长一些，使组织更均匀，进而提高钢轨的强度和韧性。 [0036] 优选地，所述步骤d中，钢坯加热时间大于4小时，均热时间不少于50分钟。 [0037] 优选地，钢水中氢含量≤2.0ppm，钢水或成品钢轨总氧含量≤20ppm，钢水氮含量≤60ppm。 [0038] 下面结合实施例，进一步阐述本发明： [0039] 实施例1-3 [0040] 钢轨成分列于表1： [0041] 表1实施例钢轨成分(余量为铁) [0042] [0043] 生产工艺 [0044] 1、冶炼，钢水中气体成分列于表2；VD处理。 [0045] 表2钢水中气体成分列表(ppm) [0046] [H] [O] [N] 实施例1 0.2 12 37 实施例2 2.0 20 48 实施例3 1.5 15 40 [0047] 2、连铸，铸坯硫印检验结果：夹杂物均为1级，中心裂纹1级比率占39.2％外，其它均为0级； [0048] 3、轧制，工艺参数列于表3； [0049] 表3轧制工艺参数 [0050] 加热时间 均热时间 开轧温度 终轧温度 实施例1 4h 50min 1100℃ 930℃ 实施例2 6h 55min 1160℃ 960℃ 实施例3 5h 60min 1130℃ 950℃ [0051] 4、轧后冷却：让轧后100m长钢轨以720℃左右的温度入淬火机组，经过风冷后上冷床；淬火机组内的风冷速度依次为0.8℃/s、0.85℃/s、1.2℃/s。 [0052] 实施例2和实施例3制备的钢轨的显微组织照片请参见图1和图2。 [0053] 对实施例1至实施例3制备的钢轨进行力学性能测试，测试结果列于表4。 [0054] 表4钢轨力学性能测试结果 [0055] [0056] 由上述内容可知，本发明提供的钢轨硬度均在310HB以上，延伸率≥10％。满足AREMA-2014标准要求。 [0057] 对上述实施例制备的钢轨进行全面的性能检验，内部洁净度、气体含量、低倍和显微组织等完全满足AREMA-2014标准和用户要求，特别是钢的洁净度、性能大大超过标准要求。 [0058] 实施例4 [0059] 采用实施例3制备的钢轨为实验材料，在Gleeble热模拟实验机上测定其连续冷却相变曲线，试样奥氏体化温度810℃，保温10min，而后分别以0.5、1、2、3、4、5、6、8、10℃/s连续冷却。实验结果：钢轨在0.5～2℃/s冷速范围内均发生珠光体转变，且随着冷速增加，珠光体开始转变温度逐渐降低，当冷速大于2℃/s后，部分淬透性较强区域不发生珠光体转变。 [0060] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。 |
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