一种低碳复相贝氏体钢轨及其制备方法技术

技术编号:35460202 阅读:20 留言:0更新日期:2022-11-03 12:26
本发明专利技术公开了一种低碳复相贝氏体钢轨,按质量百分比,钢轨组成包括:C:0.14%

【技术实现步骤摘要】
一种低碳复相贝氏体钢轨及其制备方法


[0001]本专利技术涉及钢轨制造
,尤其涉及一种低碳复相贝氏体钢轨及其制备方法。

技术介绍

[0002]铁路的快速发展对钢轨的服役性能提出了更高要求。目前,我国铁路主要采用碳含量0.70%

0.85%的碳素或微合金化钢轨,根据性能需求采用热轧空冷或在线热处理方式调节钢轨的性能。同时,也采用碳含量≥0.90%的过共析钢轨和碳含量为0.15%

0.30%的低碳微合金化贝氏体钢轨。
[0003]中国专利CN 106435367 A公开了一种贝氏体钢轨及其制备方法,该贝氏体钢轨的轨头上圆角部位的显微组织中的贝氏体铁素体片条的含量大于等于90%且所述贝氏体铁素体片条的宽度为0.3

0.8μm,薄膜状残余奥氏体的含量≤5%且所述薄膜状残余奥氏体的宽度小于0.1μm,马氏体的含量≤5%,获得该贝氏体钢轨的钢坯的化学成分需要满足以下条件:以所述钢坯的重量为基准,所述钢坯含有0.20%

0.30%的C,1.40%

1.60%的Si,1.85%

2.05%的Mn,1.00%

1.25%的Cr,0.30%

0.50%的Mo,0.07%

0.09%的V,并满足3.1%≤Mn+Cr≤3.3%。该专利内容中表明使用该方法制备的钢轨抗拉强度通常不低于1350MPa,适用于轴重大、运输密度高的重载铁路或大运量客货混运铁路
[0004]中国专利CN 107130171 A公开了一种中低碳高强高韧耐蚀贝氏体钢、钢轨及制备方法,其中,贝氏体钢按质量百分比的组成包含:C:0.10%

0.40%,Mn:1.50%

3.00%

,Si:0.50%

1.50%,Cr:0.50%

1.50%,M o:0.35%

1.20%,Ni:0.50%

1.20%,Cu:0.25%

0.60%,S:≤0.010%,P:≤0.020%,其余为Fe及不可避免的杂质元素,显微组织主要为贝氏体/马氏体复相组织,其中,Ni/Cu>1.8。该专利还公开了由该钢制备得到的中低碳高强高韧耐蚀贝氏体钢轨的制备方法,得到的钢轨兼具高的强度、韧性以及优异的耐腐蚀性。同样地,该专利认为优选的钢轨性能满足屈服强度RP0.2≥1150MPa,抗拉强度Rm≥1320MPa,延伸率A≥13%,冲击功AKU2(常温)≥80J,钢轨强韧性配合水平良好。
[0005]中国专利CN 110468347 A公开了一种高强韧性贝氏体钢轨及其制备方法、中国专利CN 108531833 A公开了一种耐腐蚀高强韧耐磨贝氏体钢轨及其生产方法,两项专利中抗拉强度要求分别为不低于1350MPa和1390MPa。
[0006]现有技术分析表明,贝氏体钢轨主要集中在抗拉强度1300MPa以上的高强度范围内,主要应用于以重载和大运量干线铁路为主的线路上,然而,对于非重载铁路的小曲线半径或线路条件苛刻路段,现有技术中的高强度钢轨不具备较好的适应性,为顺应铁路需求,需要提供一种强度适中、接触疲劳性能优良的钢轨。
[0007]因此,现有技术中存在对贝氏体钢轨及其制备方法改进的需求。

技术实现思路

[0008]有鉴于此,本专利技术实施例的目的在于提出一种低碳复相贝氏体钢轨,按质量百分
比,钢轨组成包括:
[0009]C:0.14%

0.19%,Si:1.40%

1.60%,Mn:1.65%

1.84%,Cr:0.60%

0.90%,Mo:0.35%

0.45%,V:0.02%

0.06%,余量为Fe和不可避免的杂质元素,并且Mn和Cr的占比总和为2.4%≤Mn+Cr≤2.7%,钢轨的显微组织包括板条贝氏体铁素体,先共析铁素体,奥氏体以及马氏体,按体积百分比,贝氏体铁素体为75%

85%,先共析铁素体为10%

15%,奥氏体为3%

8%,马氏体为小于3%。
[0010]本专利技术再一方面还提供了一种低碳复相贝氏体钢轨的制备方法,该方法包括以下步骤:
[0011]制备钢坯,钢坯的组成按质量百分比包括:C:0.14%

0.19%,Si:1.40%

1.60%,Mn:1.65%

1.84%,Cr:0.60%

0.90%,Mo:0.35%

0.45%,V:0.02%

0.06%,余量为Fe和不可避免的杂质元素,并且Mn和Cr的占比总和为2.4%≤Mn+Cr≤2.7%;
[0012]将钢坯置于1150

1250℃的热炉中加热1.5

3h后轧制为钢轨;
[0013]将钢轨静置在空气中冷却,当钢轨轨头顶面中心温度降至780

820℃时分别向钢轨轨头喷吹冷却介质,使钢轨轨头顶面温度降至200

280℃,之后继续在空气中冷却至室温以得到低碳复相贝氏体钢轨。
[0014]在一些实施方式中,钢轨的断面为50kg/m

75kg/m。
[0015]在一些实施方式中,制备钢坯包括:通过铁水预处理工序、转炉冶炼工序、LF炉精炼工序、RH真空处理工序和连铸工序制备钢坯。
[0016]在一些实施方式中,对钢轨轨头喷吹冷却介质包括:对轨头顶面、轨头两侧面和轨头两侧下颚喷吹冷却介质。
[0017]在一些实施方式中,冷却介质为压缩空气或水雾混合气。
[0018]在一些实施方式中,冷却速度为2.0

5.0℃/s。
[0019]本专利技术至少具有以下有益技术效果:
[0020]本专利技术通过对原料的合理选择以及原料添加量的精确控制,进一步结合本专利技术的制备方法制备了一种强度适中、解除疲劳性能优良的钢轨,该成品钢轨抗拉强度在980

1180MPa之间,延伸率不低于15%,具有优良的强韧综合力学性能,适用于非重载铁路的小曲线半径、线路条件苛刻、接触疲劳伤损突出路段。
附图说明
[0021]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,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的实施例。
[0022]图1为本专利技术提供的钢轨截面的实施例的示意图;
[0023]图2为本专利技术提供的低碳复相贝氏体钢轨本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低碳复相贝氏体钢轨,其特征在于,按质量百分比,所述钢轨组成包括:C:0.14%

0.19%,Si:1.40%

1.60%,Mn:1.65%

1.84%,Cr:0.60%

0.90%,Mo:0.35%

0.45%,V:0.02%

0.06%,余量为Fe和不可避免的杂质元素,并且Mn和Cr的占比总和为2.4%≤Mn+Cr≤2.7%,所述钢轨的显微组织包括板条贝氏体铁素体,先共析铁素体,奥氏体以及马氏体,按体积百分比,所述贝氏体铁素体为75%

85%,所述先共析铁素体为10%

15%,所述奥氏体为3%

8%,所述马氏体为小于3%。2.一种低碳复相贝氏体钢轨的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:制备钢坯,所述钢坯的组成按质量百分比包括:C:0.14%

0.19%,Si:1.40%

1.60%,Mn:1.65%

1.84%,Cr:0.60%

0.90%,Mo:0.35%

0.45%,V:0.02%

【专利技术属性】
技术研发人员:韩振宇袁俊陈崇木白威
申请(专利权)人:西南交通大学
类型:发明
国别省市:

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