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一种高硬度 热处理 钢轨专用钢材

阅读：511发布：2020-09-30

专利汇可以提供一种高硬度热处理钢轨专用钢材专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种高硬度热处理钢轨专用钢材，其特征是：其化学成分按重量百分比包括：C：0.70～0.82%、Si：0.13～0.60%、Mn：0.65～1.25%、Cr：≤0.15%、P：≤0.025%、S：≤0.030%和Al：≤0.004%。其优点是：成分优化后通过热处理，可使钢轨硬度提高，能够满足沙特轻轨项目所有曲线工程钢轨的要求。，下面是一种高硬度热处理钢轨专用钢材专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种高硬度热处理钢轨专用钢材，其特征是：其化学成分按重量百分比为：C：
0.70～ 0.82%、Si：0.13 ～0.60%、Mn：0.65～1.25%、Cr：≤0.15%、P：≤0.025%、S：
≤0.030%和Al：≤0.004%；热处理温度控制：钢轨轨头圆角温度为980～1020℃，钢轨轨头踏面温度为920～940℃；其气体含量H≤2.5ppm（液态）、O≤20ppm、N≤100ppm。
2.根据权利要求1所述的高硬度热处理钢轨专用钢材，其特征是：所述钢材热处理后，获得全细珠光体组织，力学性能：抗拉强度≥1175MPa，伸长率≥9%，轨头踏面硬度：
350-390HBW。

说明书全文

一种高硬度热处理 钢轨专用钢材

技术领域

[0001] 本发明涉及一种高硬度热处理钢轨专用钢材，属于冶金工业生产的金属材料领域。

背景技术

[0002] 随着铁路运输事业向高速、重载方向的不断发展，对钢轨的性能也相应提出了越来越高的要求。速度的提高要求高的轨面平顺度。重载加速了钢轨的侧磨、垂直磨耗和波浪磨耗。无论是高速还是重载都要求强韧性更高的钢轨材质，以提高钢轨的使用性能。

[0003] 包钢在立足国内市场的同时，努力开拓国际钢轨市场，积极参与国际竞标。包钢与沙特签订了出口54E1热处理钢轨合同，此批钢轨用于利雅得轻轨曲线段。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种能够满足沙特利雅得轻轨项目曲线工程要求的高硬度热处理钢轨专用钢材。

[0005] 本发明的钢材成份组成，其化学成分按重量百分比包括：C：0.70～0.82%、Si：0.13～0.60%、Mn：0.65～1.25%、Cr：≤0.15%、P：≤0.025%、S：≤0.030%和Al：≤0.004%；

[0006] 热处理温度控制：钢轨轨头圆角温度为980～1020℃，钢轨轨头踏面温度为920～940℃；

[0007] 钢材的气体含量（质量比）H≤2.5ppm（液态）、O≤20ppm、N≤100ppm；

[0008] 所述钢材热处理后，获得全细珠光体组织，力学性能：抗拉强度≥1175MPa，伸长率≥9%，轨头踏面硬度：350～390HBW。

[0009] 本发明优点是：钢材成份设计合理，通过热处理，可使钢轨硬度提高，能够满足此批沙特钢轨曲线工程的要求。附图说明

[0010] 图1为钢轨横断面硬度试验图。

具体实施方式

[0011] 包钢出口沙特的54E1热处理钢轨，经过科技人员工作经验和在25kg 真空感应炉试验，设计出钢种的成分范围如表1所示。

[0012] 表1 钢种的成分设计，w%

[0013]C Si Mn Cr P S Al
0.70～0.82 0.13～0.60 0.65～1.25 ≤0.15 ≤0.025 ≤0.030 ≤0.004

[0014] 工艺流程为：转炉冶炼→ＬＦ炉精炼→VD炉精炼→连铸（铸坯规格为280mm×380mm）。

[0015] 工业试生产了15炉钢，具体的工艺参数控制如下：

[0016] １）转炉生产

[0017] 转炉终点钢水的碳含量、磷含量及出钢温度如表2所示。

[0018] 表2　转炉出钢的成分及温度

[0019]取值出钢碳含量，％出钢磷含量，％出钢温度，℃
范围 0.08～0.24/0.14 0.002～0.017/0.010 1618～1640/1632

[0020] ２) 精炼VD炉生产

[0021] VD炉的深真空度、深真空时间、软吹时间如表3所示。

[0022] 表3 精炼—VD炉冶炼参数

[0023]取值深真空度，kPa 深真空时间，min 软吹时间，min
范围 0.046～0.080/0.060 15～18/16 8～12/10

[0024] ３）连铸生产

[0025] 连铸过热度及拉速控制如表4所示。

[0026] 表4　连铸过热度及拉速控制

[0027]取值过热度，℃ 拉速，m/min
范围 16～28/24 0.58～0.65/0.61

[0028] 4）铸坯气体控制

[0029] 钢坯气体控制如表5所示。

[0030] 表5 钢坯气体控制

[0031]取值 H ,ppm O ,ppm N ,ppm
范围 1.1～1.820 44

[0032] 至此完成了本发明的钢材的钢坯生产，以下为采用所述钢坯生产钢轨的工艺，工艺流程为：钢坯→加热炉加热→轨梁万能轧机轧制。

[0033] 5) 轧钢生产

[0034] 钢坯在加热炉内加热时间大于3.5小时，钢坯开轧温度为1158℃和1170℃。

[0035] 6）钢轨轨头淬火生产

[0036] 钢轨轨头淬火加热的实际测量温度如表6所示。

[0037] 表6　钢轨淬火加热温度

[0038]取值钢轨轨头圆角温度，℃ 钢轨轨头踏面温度，℃
范围及平均值 980～1020 920～940

[0039] 7）成品性能检验

[0040] 成品力学性能检验结果如表7，横断面硬度如表8所示。

[0041] 表7 成品力学性能检验结果及要求

[0042]取值抗拉强度，MPa 伸长率，% 轨头踏面硬度，HBW
范围及平均值 1190～1280/1235 10.5～13.5/12.0 374～399/385
沙特技术协议 ≥1175 ≥9 350～390

[0043] 表8 横断面硬度

[0044]

[0045] 由表7、8可见，生产的钢轨力学性能完全满足沙特部门对钢轨的力学性能要求，因此钢种成分的选择是合理的。

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