钢轨制造技术

一种钢轨，作为以钢轨的头部拐角部以及头顶部的表面为起点直到20mm深度的范围的头表部的组织的95％以上为珠光体或贝氏体组织，在所述钢轨的横截面的所述组织中，含有每1mm2被检面积20～200个的以Al系氧化物为核的粒径1～10μm的MnS系硫化物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种钢轨，作为以钢轨的头部拐角部以及头顶部的表面为起点直到20mm深度的范围的头表部的组织的95％以上为珠光体或贝氏体组织，在所述钢轨的横截面的所述组织中，含有每1mm2被检面积20～200个的以Al系氧化物为核的粒径1～10μm的MnS系硫化物。【专利说明】钢轨
本专利技术涉及在货运铁道中使用的、使耐延迟断裂特性提高了的高强度钢轨。 本申请基于在2012年04月23日在日本申请的专利申请2012-097584号要求优先权，将其内容援引到这里。
技术介绍
随着经济发展，煤等天然资源的新的开发在进展。具体而言，迄今为止未开发的自然环境严酷的地域中的采掘在进展。与之相伴，在输送资源的货运铁道中，轨道环境变得显著严酷。因此，对于钢轨，要求比目前更高的耐磨损性。从这样的背景出发，要求开发具有比现用的高强度钢轨更高的耐磨损性的钢轨。 为了改善钢轨的耐磨损性和耐表面损伤性，开发了如下述所示的钢轨。这些钢轨的主要的特征，是为了使耐磨损性提高，通过使钢的碳量增加来在使珠光体片层中的渗碳体相的体积比率增加的同时进行了高强度化(例如，参照专利文献1、2)。或者，为了除了提高耐磨损性还提高耐表面损伤性，使金属组织为贝氏体而进行了高强度化(例如，参照专利文献3) ο 专利文献I中公开了一种使用过共析钢(C:大于0.85%且为1.20%以下)并使珠光体组织中的片层中的渗碳体体积比率增加的耐磨损性优异的钢轨。 专利文献2中公开了一种使用过共析钢(C:大于0.85%且为1.20%以下)并使珠光体组织中的片层中的渗碳体体积比率增加，同时控制了硬度的耐磨损性优异的钢轨。 专利文献3中公开了一种通过将碳量设为0.2~0.5%，而且添加Mn、Cr，使金属组织为贝氏体，使强度提高，由此提高耐磨损性和耐表面损伤性的钢轨。 在专利文献I~3的公开技术中，使珠光体组织中的渗碳体相的体积比率增加，同时进行高强度化。或者，使金属组织为贝氏体而进一步高强度化。因此，能谋求耐磨损性的提高。但是，若高强度化，则由钢中的残留氢导致的延迟断裂发生的危险性提高，存在容易产生钢轨的折损的问题。 因此，要求开发抑制由残留氢导致的延迟断裂发生的高强度钢轨。为了解决该问题，开发了如下述所示的高强度钢轨。这些钢轨，通过使钢中的氢的捕捉位点增加来使氢的集积场所分散。另外，这些钢轨，通过将组织微细化、抑制碳化物向粒界的析出，来抑制了延迟断裂(例如参照专利文献4~6)。 专利文献4以及5中公开了:通过使作为氢的捕捉位点的、JIS G 0202所定义的A系夹杂物(例如MnS)、C系夹杂物(例如Si02、CaO)分散在珠光体组织中，而且控制钢中的氢量，来使耐延迟断裂特性提高了的钢轨。 专利文献6中公开了:通过添加Nb，来将贝氏体组织微细化、防止向晶界析出碳化物的耐延迟断裂特性优异的钢轨。 但是，在专利文献4以及5的公开技术中，根据成分系，作为残留氢的捕捉位点的夹杂物粗大化，珠光体钢的耐延迟断裂特性未充分提高。或者，根据夹杂物的种类，成为疲劳和破坏的起点，存在容易发生钢轨折损的问题。另外，在专利文献6的公开技术中，由合金添加所产生的组织微细化、和碳化物向晶界的析出的抑制并不充分，存在效果不稳定、因合金添加而导致成本增加的问题。 在专利文献7中，为了改善耐疲劳损伤性，公开了使用Mg氧化物、Mg-Al氧化物或者Mg硫化物、或以它们为核析出有MnS的夹杂物，使韧性以及延展性提高了的珠光体系钢轨。 但是，在专利文献7的公开技术中，需要使珠光体系钢轨含有0.0004%以上的Mg。Mg是蒸气压高、即使添加到钢液中材料利用率也差的元素。因此，在专利文献7的公开技术中，用于充分得到Mg氧化物、Mg-Al氧化物或者Mg硫化物的控制较困难，存在成本增加的问题。 在先技术文献 专利文献 专利文献1:日本国特开平08-144016号公报 专利文献2:日本国特开平08-246100号公报 专利文献3:日本国特开平09-296254号公报 专利文献4:日本国特开2007-277716号公报 专利文献5:日本国特开2008-50684号公报 专利文献6:日本国特开平08-158014号公报 专利文献7:日本国特开2003-105499号公报 专利文献8:日本国特开平08-246100号公报 专利文献9:日本国特开平09-111352号公报 专利文献10:日本国特开平08-092645号公报
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述的问题而提出的。本专利技术的目的是提供一种特别是在输送资源的货运铁道的钢轨中所需求的使耐延迟断裂特性提高了的钢轨。 (I)本专利技术的一个方式涉及的钢轨，是以质量％计，含有C:0.70%以上、1.20%以下、S1:0.05% 以上、2.00% 以下、Mn:0.10% 以上、2.00% 以下、P:0.0200% 以下、S:大于0.0100%且为0.0250%以下、Al:0.0020%以上、0.0100%以下，余量包含Fe以及杂质的钢轨，以上述钢轨的头部拐角部以及头顶部的表面为起点直到20mm深度的范围的头表部的组织的95%以上为珠光体或贝氏体组织；在上述钢轨的横截面的上述组织中，含有每Imm2被检面积20个以上200个以下的以Al系氧化物为核的粒径I μπι以上10 μ m以下的MnS系硫化物。 (2)在上述(I)所述的钢轨中，以质量％计，上述S的含量可以为0.0130%以上、0.0200% 以下。 (3)上述⑴或者⑵所述的钢轨，H的含量可以为2.0ppm以下。 (4)另外，上述⑴~(3)的任一项所述的钢轨，以质量％计，可以进一步含有:Ca:0.0005% 以上 0.0200% 以下、REM:0.0005% 以上 0.0500% 以下、Cr:0.01% 以上 2.00% 以下、Mo:0.01% 以上 0.50% 以下、Co:0.01% 以上 1.00% 以下、B:0.0001% 以上0.0050% 以下、Cu:0.01% 以上 1.00% 以下、N1:0.01% 以上 1.00% 以下、V:0.005% 以上0.50% 以下、Nb:0.001% 以上 0.050% 以下、T1:0.0050% 以上 0.0500% 以下、Zr:0.0001%以上0.0200%以下、N:0.0060%以上0.0200%以下之中的I种以上。 根据本专利技术的上述方式，通过控制钢轨的成分以及组织，而且控制钢中的以Al系氧化物为核的MnS系硫化物的形态和个数，能够使在输送资源的货运铁道中使用的钢轨的耐延迟断裂特性提闻，使使用寿命大大提闻。 【专利附图】【附图说明】 图1是表示钢中的以Al系氧化物为核的微细(粒径I~10 μ m)的MnS系硫化物的个数与延迟断裂的临界应力值的关系的图。 图2是表示在本实施方式涉及的钢轨的头部截面表面位置的称谓、以及需要珠光体组织或贝氏体组织的区域的图。 图3是表示用于测定以Al系氧化物为核的微细(粒径I~10 μ m)的MnS系硫化物的位置的图。 图4是表不表1-1~表2-2中所不的本专利技术钢轨(符号Al~A50)以及比较钢轨(符号a7~a22)中的以Al系氧化物为核的微细(粒径I本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢轨，其特征在于，是以质量％计，含有C：0.70％以上、1.20％以下、Si：0.05％以上、2.00％以下、Mn：0.10％以上、2.00％以下、P：0.0200％以下、S：大于0.0100％且为0.0250％以下、Al：0.0020％以上、0.0100％以下，余量包含Fe以及杂质的钢轨，以所述钢轨的头部拐角部以及头顶部的表面为起点直到20mm深度的范围的头表部的组织的95％以上为珠光体或贝氏体组织；在所述钢轨的横截面的所述组织中，含有每1mm2被检面积20个以上200个以下的以Al系氧化物为核的粒径1μm以上10μm以下的MnS系硫化物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：上田正治，宫崎照久，山本刚士，诸星隆，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP