一种提高热处理钢轨耐磨性能的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种提高热处理钢轨耐磨性的生产方法，包括对热轧后的钢轨轨头进行动态的加速冷却热处理，其中，开始冷却温度控制为720

【技术实现步骤摘要】
一种提高热处理钢轨耐磨性能的生产方法


[0001]本专利技术涉及一种钢轨的生产方法，具体涉及一种提高热处理钢轨耐磨性能的生产方法，属于在线热处理钢轨生产


技术介绍

[0002]我国铁路建设正向着“客运高速化，货运重载化”方向快速发展，列车运行速度、载重量和运行密度显著增加，钢轨的使用环境也变得更为苛刻，钢轨磨耗和疲劳伤损等问题日益严重，严重影响了钢轨使用寿命和行车安全。
[0003]目前国内外钢轨厂家普遍采用了在线热处理工艺来提高钢轨强度和硬度，以提高其使用性能。钢轨在线热处理主要是利用轧制后钢轨的余温，对轨头进行加速冷却，获得更细化的珠光体组织，提高钢轨强度和硬度。横断面洛氏硬度是关系到热处理钢轨使用性能的一项关键指标，目前国内钢厂钢轨在线热处理工艺一般是对轨头表面采用基本恒定的冷却速度，热处理钢轨的横断面洛氏硬度从轨头表面到钢轨内部是逐渐下降的，表层材料具有良好的耐磨性，同时内部硬度降低，保证材料具有一定的韧性。但是在重载线路上，列车轴重大，表层材料磨损较快，钢轨的耐磨性明显下降，影响钢轨使用寿命；而如果将整个轨头材料全部硬化，钢轨的韧性又会显著下降，威胁到行车安全。
[0004]在钢轨在线热处理方法中，公开号为CN 1793403 A的中国专利技术专利公开了一种珠光体类热处理钢轨及其生产方法，其生产方法包括冶炼、轧制和热处理，从650
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880℃以1
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10℃/s的冷速将钢轨冷却到400
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500℃，再自然冷却至室温，生产出来的钢轨具有良好的耐磨性。
[0005]公开号为CN1178250A的中国专利技术专利提供了一种利用轧制余热生产高强度钢轨的热处理方法，其中钢轨包括0.65
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0.85质量％的C、0.21
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1.2质量％的Si、0.50％
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1.5质量％的Mn，以及V、Cr、Ti、Mo、Cu、Ni和稀土元素中的至少一种。将热轧后保持在奥氏体区域的高温状态的钢轨连续送入装有热处理装置的机组中，通过喷嘴向钢轨喷射冷却介质，使钢轨得到均匀的加速冷却，获得硬度逐渐降低的微细珠光体组织。
[0006]公告号为CN106661651B的中国专利技术专利提供一种添加各种合金元素，头部表层的硬度以及韧性优秀的热处理钢轨的制造方法以及制造装置。所述钢轨包括0.75
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0.85质量％的C、0.5
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1.0质量％的Si、0.5％
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1.0质量％的Mn、0.5
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1.0质量％的Cr、0
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0.01质量％的V，剩余部分为Fe以及不可避免的杂质。所述钢轨表面温度500℃以上700℃以下前，以10℃/s以上的冷却速度进行强制冷却后，在珠氏体相变终止前，以
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5℃/s以上5℃/s以下的冷却速度对所述钢轨头部进行冷却。
[0007]公开号为CN 102220545 A的中国专利技术专利提供了一种耐磨性和塑性优良的高碳高强热处理钢轨及生产方法，轧制后热态钢轨余温为680
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900℃，以1.5
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10℃/s的冷速将钢轨冷却到400
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500℃，再自然冷却至室温，钢轨抗拉强度≥1330MPa，延伸率≥9％，轨头硬度≥380HB，组织为细珠光体，具有优良的耐磨性和塑性，能满足重载铁路的使用要求。
[0008]但上述专利只偏重于钢轨热处理方法和踏面硬度以及强度的提高，均未涉及通过
合理控制横断面洛式硬度来提高钢轨耐磨性的问题，针对目前重载铁路热处理钢轨耐磨性不好的问题，亟需一种能提高热处理钢轨耐磨性的生产方法。

技术实现思路

[0009]本专利技术所要解决的技术问题是针对目前重载铁路热处理钢轨横断面表面硬化层较浅，耐磨性不好的问题，提供一种提高热处理钢轨耐磨性的生产方法，通过合理控制横断面洛式硬度来提高钢轨耐磨性，同时保证钢轨轨头具有良好韧性。
[0010]本专利技术具体是这样实现的：
[0011]一种提高热处理钢轨耐磨性的生产方法，该方法主要包括对热轧后的钢轨轨头进行动态的加速冷却热处理，其中，开始冷却温度控制为720
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800℃，采用动态阶段性冷却工艺，即整个轨头冷却过程分为7个阶段，第1阶段冷却速度为5
‑
7℃/s，第2阶段冷速为7
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8℃/s，第3阶段冷速为8
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10℃/s，第4阶段冷速为1
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2℃/s，第5阶段冷速为4
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6℃/s，第6阶段冷速为3
‑
4℃/s，第7阶段冷速为2
‑
3℃/s，待轨头温度降至300℃以下时，停止加速冷却，最后自然冷却至室温。
[0012]更进一步的方案是：
[0013]开始冷却温度控制为740
‑
780℃，采用动态阶段性冷却工艺，即整个轨头冷却过程分为7个阶段，第1阶段冷却速度为5.5
‑
6.5℃/s，第2阶段冷速为7.2
‑
7.8℃/s，第3阶段冷速为8.5
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9.5℃/s，第4阶段冷速为1.2
‑
1.8℃/s，第5阶段冷速为4.5
‑
5.5℃/s，第6阶段冷速为3.5
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4℃/s，第7阶段冷速为2.2
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2.6℃/s，待轨头温度降至300℃以下时，停止加速冷却，最后自然冷却至室温；
[0014]更进一步的方案是：
[0015]第1阶段、第2阶段、第3阶段冷却时间均为7
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10s，第4阶段的冷却时间为5
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8s，第5阶段和第6阶段冷却时间分别为15
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20s，第7阶段冷却至轨头温度降至300℃以下时，停止加速冷却；
[0016]更进一步的方案是：
[0017]第1阶段与第2阶段、第2阶段与第3阶段之间的冷速差应控制在2℃/s以内；
[0018]更进一步的方案是：
[0019]在轨头加速冷却的同时，对轨底也施加一定的冷却速度，其冷却速度控制在轨头冷速的70
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80％，当轨头停止加速冷却时，轨底也相应停止冷却；
[0020]更进一步的方案是：
[0021]对钢轨通长进行加速冷却热处理，轨头温度是指钢轨轨头踏面中心部位表面的温度；
[0022]更进一步的方案是：
[0023]在上述生产方法中，以钢轨的总重量为基准，所述钢轨的化学成分包括0.78
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0.85重量％的C、0.60
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0.80重量％的Si、0.75
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1.10重量％的Mn、0.08
‑
0.15重量％的V、0.10
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0.15重量％的Cr，≤0.025重量％的P、≤0.025重量％的S，其余为Fe和不可避免的杂质；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高热处理钢轨耐磨性的生产方法，其特征在于：所述方法包括对热轧后的钢轨轨头进行动态的加速冷却热处理，其中，开始冷却温度控制为720
‑
800℃，采用动态阶段性冷却工艺，即整个轨头冷却过程分为7个阶段，第1阶段冷却速度为5
‑
7℃/s，第2阶段冷速为7
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8℃/s，第3阶段冷速为8
‑
10℃/s，第4阶段冷速为1
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2℃/s，第5阶段冷速为4
‑
6℃/s，第6阶段冷速为3
‑
4℃/s，第7阶段冷速为2
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3℃/s，待轨头温度降至300℃以下时，停止加速冷却，最后自然冷却至室温。2.根据权利要求1所述提高热处理钢轨耐磨性的生产方法，其特征在于：开始冷却温度控制为740
‑
780℃，采用动态阶段性冷却工艺，即整个轨头冷却过程分为7个阶段，第1阶段冷却速度为5.5
‑
6.5℃/s，第2阶段冷速为7.2
‑
7.8℃/s，第3阶段冷速为8.5
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9.5℃/s，第4阶段冷速为1.2
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1.8℃/s，第5阶段冷速为4.5
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5.5℃/s，第6阶段冷速为3.5
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4℃/s，第7阶段冷速为2.2
‑
2.6℃/s，待轨头温度降至300℃以下时，停止加速冷却，最后自然冷却至室温。3.根据权利要求1或2所述提高热处理钢轨耐磨...

【专利技术属性】
技术研发人员：费俊杰，周剑华，朱敏，董茂松，郑建国，欧阳珉路，王俊，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：