美洲铁路用钢轨及其生产方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

Rail for American railroads and method of production

The invention relates to a rail for American railroads and a production method thereof. The rail includes: 0.78 ~ 0.84wt% C, 0.58wt% 0.50 ~ Si, 1.12 ~ 1.22wt% Mn, 0.30wt% 0.20 ~ Cr, 0.005 ~ 0.009wt% 0.030 ~ 0.045wt% Mo, Ni, P and S is not greater than 0.020wt%, less than 0.010wt% Al, not more than 0.010wt% V, residual iron. The invention provides a rail hardness above 310HB, elongation is greater than or equal to 10%. Meet the use requirements of American Heavy Haul railway.

【技术实现步骤摘要】
美洲铁路用钢轨及其生产方法
本专利技术涉及钢铁冶炼领域，特别涉及一种美洲铁路用钢轨及其生产方法。
技术介绍
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。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％。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。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种美洲铁路用钢轨及其生产方法。本专利技术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。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。相应的，本专利技术还提供一种美洲铁路用钢轨的生产方法，其包括：步骤a、冶炼；步骤b、VD处理；步骤c、连铸；步骤d、轧制，开轧温度控制在1100～1160℃，终轧温度不大于930℃；步骤e、轧后冷却，进淬火机组冷速达到0.80～1.2℃/s。。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。进一步地，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。进一步地，所述步骤e具体为：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。本专利技术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，本专利技术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。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为本专利技术实施例2制备的钢轨的显微组织照片；图2为本专利技术实施例3制备的钢轨的显微组织照片。具体实施方式本专利技术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专利技术。本专利技术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
技术实现思路
、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，来实现和应用本专利技术技术。本专利技术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。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。相应的，本专利技术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：步骤a、冶炼；步骤b、VD处理；步骤c、连铸；步骤d、轧制，开轧温度控制在1100～1160℃，终轧温度不大于930℃；步骤e、轧后冷却，进淬火机组冷速达到0.80～1.2℃/s。本专利技术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。优选地，上述步骤e具体为：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。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。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。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。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。下面结合实施例，进一步阐述本专利技术：实施例1-3钢轨成分列于表1：表1实施例钢轨成分(余量为铁)生产工艺1、冶炼，钢水中气体成分列于表2；VD处理。表2钢水中气体成分列表(ppm)[H][O][N]实施例10.21237实施例22.02048实施例31.515402、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；3、轧制，工艺参数列于表3；表3轧制工艺参数加热时间均热时间开轧温度终轧温度实施例14h50min1100℃930℃实施例26h55min1160℃960℃实施例35h60min1130℃950℃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。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。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。表4钢轨力学性能测试结果由上述内容可知，本专利技术提供的钢轨硬度均在310HB以上，延伸率≥10％。满足AREMA-2014标准要求。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、性本文档来自技高网...

【技术保护点】
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，0.030～0.045wt％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。

【技术特征摘要】
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，0.030～0.045wt％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。2.根据权利要求1所述的铁轨，其特征在于，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。3.权利要求1或2所述的美洲铁路用钢轨的生产方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李平，王永明，周乐育，梁正伟，涛雅，郭利宏，
申请(专利权)人：内蒙古包钢钢联股份有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15