热轧高强度耐磨钢轨或工字钢中的低碳马氏体热处理方法技术

一种热轧高强度耐磨钢轨或工字钢中的低碳马氏体热处理方法。它是低碳合金钢的钢轨或工字钢，经处理后，使其具有自回火特性，和高的强度、耐磨性，其步骤：①利用精轧后所具备的余热温度，在８００～１１００℃的温区内，进行淬火；②淬火过程中，直接用温度为１５～６０℃的淬火水溶液强烈冷却淬火。它用低碳合金钢替代高碳合金钢制成的钢轨或工字钢，经热处理后强度和硬度均能超过国标；方法简单、易于控制和操作；生产周期短，耗费少，故既提高了产品质量，也降低了产品制造成本。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钢材的热轧工艺方法，尤其是一种。随着铁路运输业的发展，在行车速度、轴重和客、货运量等各方面的日益增大，引起铁路中钢轨头部的迅速磨损和疲劳，从而导致钢轨使用寿命显著降低。为了提高钢轨的使用寿命，国内、外对钢轨全长淬火方法进行了开发，以生产出具有高强度、耐磨的钢轨，来满足铁路运输业的需要。随着经济建设的发展，在建筑业及其相关行业，对高强度、耐磨的工字钢的需求量也在日益扩大。同时，国家标准中也规定了各自的技术要求，其中GB2585-81，对铁路用钢轨还规定出热处理(淬火)的技术要求。作为已有技术的中国专利技术专利《生产高强度钢轨的热处理方法和装置》，专利号ZL88105864.5，详细描述了一种生产具有一定强度和硬度钢轨的热处理方法。它的生产工艺方法仍然依次为钢胚加热、热轧(含粗轧和精轧)成钢轨、冷却后校正、对钢轨整体进行中频加热、钢轨头部淬火、校正。在正常工作情况下，它能获得较好的技术效果。但是，采用该专利介绍的方法，似乎尚存有如下不足之处需要改进热处理工艺较为复杂，控制多有不便；钢轨的机械强度和耐磨性有待进一步提高；生产周期长、耗费大，形成产品制造成本偏高。本专利技术的目的是要提供一种，它能有效地利用在热轧制过程中，低碳合金钢的钢轨或工字钢自身所具有的余热，直接进行低碳马氏体热处理，使钢轨或工字钢具有高强度和耐磨性能；简化热处理工序，以降低产品制造成本。本专利技术的目的是这样实现的低碳合金钢的钢轨或工字钢，经过低碳马氏体热处理后，使其具有自回火特性，和一定高的机械强度、耐磨性，其热处理工艺方法包括如下步骤①低碳合金钢的钢轨或工字钢在热轧制过程中，利用精轧后其自身所具备的余热温度，在800～1100℃的温度区间内，进行淬火处理。②在淬火过程中，直接用温度为15～60℃的淬火水溶液强烈冷却淬火。所说的具有自回火特性，是指在淬火冷却过程中，钢轨或工字钢发生自行回火，以取消单独的回火工序。本专利技术的优点利用低碳合金钢替代高碳合金钢制成的钢轨或工字钢，经热处理后其强度和硬度均能超过国标；热处理工艺方法简单，易于控制和操作；生产周期短，耗费少，故既提高了产品质量，也降低了产品制造成本。下面详细说明依据本专利技术提出的热处理方法的细节。该专利技术包括低碳合金钢的钢轨或工字钢，经过低碳马氏体热处理后，使其具有自回火特性，和一定高的机械强度、耐磨性，其热处理工艺方法包括如下步骤①低碳合金钢的钢轨或工字钢在热轧制过程中，利用精轧后其自身所具备的余热温度，在800～1100℃的温度区间内，进行淬火处理。②在淬火过程中，直接用温度为15～60℃的淬火水溶液强烈冷却淬火。首先要说明的是，本文所说的是“利用精轧后其自身所具备的余热温度”，从而不需要再进行任何另行加热，至于800～1100℃的温度区间问题，只要控制在该温度区间内，选取任何一个温度值进行淬火，均能实施。其次是淬火方式和装置可分为两种。即其一，采用升降平台方式，将精轧后具备所说的温度的钢轨或工字钢推到平台上，将平台置于水槽中，在流动的水中进行强烈冷却淬火。淬火后，平台复位，将淬火后的钢轨或工字钢推至冷床上进行冷却，而平台再次承接下一根钢轨或工字钢，重复前述工作。其二，设有几个自身带输送滚轮的管子，单支钢轨或工字钢精轧后进入管子的一端，同时向管子内连续、充足地喷水溶液，管子的另一端流出水溶液，以实现钢轨或工字钢在穿过管子过程中，在流动的淬火水溶液内进行浸淬。所说的强烈冷却淬火，是指采用压力为200～1500Kpa的淬火水溶液进行淬火作业。由于低碳合金钢的马氏体开始转变点Ms和马氏体转变终了点Mf均在室温之上，淬火冷却过程中钢轨或工字钢会发生自行回火，故具有自回火特性，能取消单独的回火工序。低碳合钢的钢轨或工字钢淬火后，基体是板条状马氏体组织，每一板条形成时彼此相互平行，不会产生冲击，不出现显微裂纹，马氏体板条中有较高的位错密度；再由于低碳马氏体固溶的过饱和碳含量较低，晶格扭曲较小，以及具有自回火特性，故低碳合金钢的钢轨或工字钢经过低碳马氏体热处理后，具有中硬度、高强度，以及良好的塑性和韧性。以低碳合金钢20MnSi的Φ10型材所作试验，做进一步说明钢胚加热温度为1200～1240℃，经过粗轧、精轧成Φ10型材时，其余热温度为1000℃，在流动的水溶液管子中通过(即淬火)，淬火水溶液温度为30℃、水压为600Kpa，进行强烈冷却淬火。从冷却曲线中查到，当Φ10的20MnSi型材温度降到Ms点时，奥氏体开始变成马氏体，最先产生的马氏体在随后冷却过程中析出炭化物，发生自行回火，冷却到Mf时，奥氏体全部变成马氏体，并在随后的冷却过程中完成自行回火。其机械性能见附表。(附表) 低碳马氏体热处理机械性能表 注1.根据机械性能指标不同，选用合适钢号；2.硬度HRC40～47，正值弹簧的弹性范围内，故钢轨或工字钢还具有较好弹性。权利要求1.一种，其特征是低碳合金钢的钢轨或工字钢，经过低碳马氏体热处理后，使其具有自回火特性，和一定高的机械强度、耐磨性，其热处理工艺方法包括如下步骤a.低碳合金钢的钢轨或工字钢在热轧制过程中，利用精轧后其自身所具备的余热温度，在800～1100℃的温度区间内，进行淬火处理；b.在淬火过程中，直接用温度为15～60℃的淬火水溶液强烈冷却淬火。2.如权利要求1所述的热处理方法，其特征是所说的具有自回火特性，是指在淬火冷却过程中，钢轨或工字钢发生自行回火，以取消单独的回火工序。全文摘要一种。它是低碳合金钢的钢轨或工字钢,经处理后,使其具有自回火特性,和高的强度、耐磨性,其步骤:①利用精轧后所具备的余热温度,在800～1100℃的温区内,进行淬火;②淬火过程中,直接用温度为15～60℃的淬火水溶液强烈冷却淬火。它用低碳合金钢替代高碳合金钢制成的钢轨或工字钢,经热处理后强度和硬度均能超过国标;方法简单、易于控制和操作;生产周期短,耗费少,故既提高了产品质量,也降低了产品制造成本。文档编号C21D9/04GK1274760SQ0011781公开日2000年11月29日 申请日期2000年5月22日 优先权日2000年5月22日专利技术者汤铁琴, 汤欣刚 申请人:汤铁琴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热轧高强度耐磨钢轨或工字钢中的低碳马氏体热处理方法，其特征是低碳合金钢的钢轨或工字钢，经过低碳马氏体热处理后，使其具有自回火特性，和一定高的机械强度、耐磨性，其热处理工艺方法包括如下步骤：ａ．低碳合金钢的钢轨或工字钢在热轧制过程中， 利用精轧后其自身所具备的余热温度，在８００～１１００℃的温度区间内，进行淬火处理；ｂ．在淬火过程中，直接用温度为１５～６０℃的淬火水溶液强烈冷却淬火。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汤铁琴，汤欣刚，
申请(专利权)人：汤铁琴，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]