低成本耐磨钢轨及其生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种低成本耐磨钢轨，质量百分的化学成分包括：C 0.76～0.80％；Si 0.50～0.60％；Mn 1.10～1.25％；P≤0.025％；S≤0.025％；其余为Fe和Re。本发明专利技术还公开了一种低成本耐磨钢轨的生产工艺。本发明专利技术得到的耐磨钢轨具有很好的抗拉强度和踏面硬度。

Low cost wear resistant rail and its production process

The invention discloses a low cost rail wear, the quality of chemical components including: C% 0.76 ~ 0.80%; Si 0.50 ~ 0.60%; Mn from 1.10 to 1.25%; P = 0.025%; S = 0.025%; the rest were Fe and Re. The invention also discloses a production process of low cost wear-resistant rail. The wear resistant rail obtained by the invention has good tensile strength and tread hardness.

【技术实现步骤摘要】
低成本耐磨钢轨及其生产工艺
本专利技术涉及一种冶金材料技术，具体说，涉及一种低成本耐磨钢轨及其生产工艺。
技术介绍
钢轨是铁路交通运输、地铁轨道中的最重要组成部分之一，它的功用在于引导机车车辆的车轮前进，承受车轮的巨大压力，并传递到轨枕上。钢轨必须为车轮提供连续、平顺和阻力最小的滚动表面。在电气化铁道或自动闭塞区段，钢轨还可兼做轨道电路之用。随着经济的发展，交通运输线路不断增加，使得铁路线路中钢轨需求也不断增大。用于铁路运输的钢轨要具有良好的强度、韧性、横截面硬度及耐磨耐腐蚀等力学性能。目前，用于铁路交通中的钢轨材料，基本上是TB/T2344-2012标准中各类钢轨，在标准基础上对微量元素的含量进行有效的控制。此外，根据钢轨发展要求，采用在线余热淬火、离线回火等热处理方法提高钢轨的综合性能。生产的这一钢轨材料仅能满足标准基本性能要求。但是，最近几年铁路铺设、开通逐渐从平原地区转向高原、从气候宜人地方延伸至严寒地区，钢轨使用环境更加复杂和恶劣，这就要求钢轨能在更加苛刻的条件下进行工作，对其踏面硬度、韧性和耐腐性的要求更高。同时，钢轨属于不可替代型、事关生命安全的工业类产品，是铁路运输的重要组成部分和损耗件，经分别就中铁物资公司的需求量进行统计，国内年钢轨需求约150万吨左右。另据统计，国际市场每年稳步增长，市场需求量不断增长。所以，开发出具有优良性能、低成本钢轨具有非常重要的生产和经济意义。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是提供一种低成本耐磨钢轨，具有很好的抗拉强度和踏面硬度。技术方案如下：一种低成本耐磨钢轨，质量百分的化学成分包括：C0.76～0.80％；Si0.50～0.60％；Mn1.10～1.25％；P≤0.025％；S≤0.025％；其余为Fe和Re。进一步：材料的抗拉强度≥1175MPa，伸长率≥9，钢轨踏面硬度≥320HB。本专利技术所解决的另一个技术问题是提供一种低成本耐磨钢轨的生产工艺，得到的耐磨钢轨具有很好的抗拉强度和踏面硬度。技术方案如下：一种低成本耐磨钢轨的生产工艺，包括冶炼和轧制，转炉冶炼采用无铝脱氧合金化，全过程按精炼正常吹氩，真空度≤0.10KPa，深真空时间≥15min，过热度ΔT≤30℃；轧制过程中，加热预热段温度不低于800℃，出炉温度为不低于1100℃，开轧温度1060℃～1130℃，终轧温度910～940℃；得到的低成本耐磨钢轨，质量百分的化学成分包括：C0.76～0.80％；Si0.50～0.60％；Mn1.10～1.25％；P≤0.025％；S≤0.025％；其余为Fe和Re。进一步：冶炼后连铸坯化学成分包括：C0.77～0.79％，Si0.54～0.56％，Mn1.13～1.19％，P0.014～0.019％，S0.003～0.007％，V0.003～0.004％。与现有技术相比，本专利技术技术效果包括：本专利技术利用C元素提高钢轨强度的作用，通过在线余热淬火技术，合金设计成分和降低钢轨中添加的Si、Mn合金元素，在此轧制工艺下能提高钢轨的抗拉强度、伸长率、踏面硬度、耐磨等性能。用其生产的耐磨钢轨，具有很好的抗拉强度和踏面硬度。本专利技术的低成本耐磨钢轨具有独特的生产工艺，生产效率高、成本低，节能环保，经济效益好，适合于大规模生产，具有良好的推广价值。本专利技术从钢种化学成分上降低合金加入量，从生产加热、轧制等工序减少能耗，具有节能环保等特点。具体实施方式下面参考示例实施方式对本专利技术技术方案作详细说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本专利技术更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。本专利技术利用包钢自有矿石和生产钢轨独有装备的特性，冶炼具有良好强度和韧性配比及优异的耐磨性能钢轨，使其可应用到高强、高硬、地面工况复杂等环境中。低成本耐磨钢轨的生产工艺，整体上包括冶炼和轧制，其中冶炼包括：转炉冶炼→LF精炼→VD→连铸，具体包括以下步骤：转炉冶炼采用无铝脱氧合金化，全过程按精炼正常吹氩；真空度≤0.10KPa，深真空时间≥15min，过热度ΔT≤30℃。连铸坯化学成分如表1所示。表1各实例成分(质量百分数/％)钢轨轧制工艺为：方坯→锯切→加热→BD1轧制→BD2轧制→CCS万能轧机连轧→在线余热淬火→锯切→冷却→切头尾→矫直→检查→包装→过磅→入库。其方坯加热预热段温度不低于800℃；出炉温度为不低于1100℃，开轧温度1060℃～1130℃，终轧温度910～940℃。得到的低成本耐磨钢轨，其质量百分的化学成分包括：C0.76～0.80％；Si0.50～0.60％；Mn1.10～1.25％；P≤0.025％；S≤0.025％；其余为Fe和Re，质量分数共计为100％。该材料中所添加的主要合金元素Si、Mn使钢轨提高强度能力，该钢材中C成分设计与Fe有较大的固溶度，具有固溶强化作用，提高钢材的强度和硬度。Mn扩大奥氏体相区，增加钢的过冷奥氏体的稳定性，显著提高钢的淬透性。Si降低奥氏体到铁素体转变速度，提高钢的强度、弹性和抗回火稳定性；此外，包钢矿石原料中含天然的Re元素，虽然在成品轨中含量无法检测到具体级度，但含稀土矿石生产中具有控制冶炼过程中硫化物的形态作用，形成稀土的硫氧化合物并减少其他金属硫化合物的形成，这种新的硫化合物在轧制过程中不变形或很小，使得钢材中的晶粒得到细化，此外，稀土能提高钢材的抗氧化和耐蚀性。轧制后钢材试样性能：抗拉强度≥1175MPa，伸长率≥9，钢轨踏面硬度≥320HB。其中拉伸试样规格为，直径d0＝10mm，标距Lo＝5do。踏面硬度在钢轨上随机取样，试样长度250mm，轨头顶面磨去0.5mm，测试点5个，进行布氏硬度测试，计算平均值。试验温度为20℃土5℃。实验结果如表2所示。表2各实例力学性能从2可以看出，各实例具有良好强度、韧性及力学性能，用其生产的钢轨具有很好的耐磨性。各项性能满足相关技术标准要求和特殊环境条件下铁路线路对钢轨的性能要求。本专利技术所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本专利技术能够以多种形式具体实施而不脱离专利技术的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低成本耐磨钢轨，其特征在于：质量百分的化学成分包括：C0.76～0.80％；Si 0.50～0.60％；Mn 1.10～1.25％；P≤0.025％；S≤0.025％；其余为Fe和Re。

【技术特征摘要】
1.一种低成本耐磨钢轨，其特征在于：质量百分的化学成分包括：C0.76～0.80％；Si0.50～0.60％；Mn1.10～1.25％；P≤0.025％；S≤0.025％；其余为Fe和Re。2.如权利要求1所述低成本耐磨钢轨，其特征在于：材料的抗拉强度≥1175MPa，伸长率≥9，钢轨踏面硬度≥320HB。3.一种低成本耐磨钢轨的生产工艺，包括冶炼和轧制，其特征在于：转炉冶炼采用无铝脱氧合金化，全过程按精炼正常吹氩，真空度≤0.10KPa，深真空时间≥15min，过热度ΔT≤30℃；轧制过程中，加热预热段温度不低...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛虎东，赵桂英，王嘉伟，
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