一种提高珠光体钢轨低温韧性的热处理方法技术

本发明专利技术公开了一种提高珠光体钢轨低温韧性的热处理方法，包括在线余热淬火，冷却介质为纯风或风雾混合介质；开始余热热处理温度为740℃～850℃，在线热处理140～180s后出热处理生产线，在线第一阶段对钢轨轨头顶面、两侧、及轨距角下颚、轨底处强冷却，实际冷却段冷却速度3℃/s～8℃/s，冷却时长40s～80s，冷却后轨头表面温度600℃～700℃；第二阶段弱冷，对钢轨顶面、轨头两侧、轨距角下颚、轨底冷却，冷速1.0℃/s～2.5℃/s，冷却时长60s～100s；第三阶段弱冷却，冷速≤1.5℃/s，出口轨头温度为420℃～520℃，自然空冷至室温。本发明专利技术利用在线余热热处理工艺提高钢轨强度、硬度。硬度。

【技术实现步骤摘要】
一种提高珠光体钢轨低温韧性的热处理方法


[0001]本专利技术涉及材料
，尤其涉及一种提高珠光体钢轨低温韧性的热处理方法。

技术介绍

[0002]目前，铁路用钢轨基本为高碳珠光体材料，碳含量一般在0.70％以上，主要根据线路服役要求，通过增加C含量提高钢轨的强度，达到延长钢轨服役要求和使用年限。随着热处理工艺的发展，通过在线对钢轨在珠光体转变温度范围内进行快速冷却，细化钢轨内部组织，提高强韧性。但钢轨的材料成分没有突破传统的设计思想，热处理冷却工艺根据材料特性设计，所以目前高碳珠光体钢轨的热处理工艺也基本上没有大的变化。随着铁路建设的发展，钢轨服役工况环境越来越负责，不同环境下影响钢轨服役寿命的因素也不同。我国幅员辽阔，北方及西北和部分西南地区面临低温环境，钢轨长时间在低温环境下服役可能会出现脆断问题，直接影响铁路运输的安全。目前国内外有关研究钢轨低温性能的已公开发表的相关文献较少，重点关注于高抗拉强度、高踏面硬度钢轨的研发和线路铺设应用。因此，面向西北、西南低温环境，开发耐低温钢轨具有重要意义。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种提高珠光体钢轨低温韧性的热处理方法。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]本专利技术一种提高珠光体钢轨低温韧性的热处理方法，包括在线热处理工艺，其特征在于，所述在线热处理工艺具体包括在线余热淬火，在线余热淬火的冷却介质为纯风或风雾混合介质；钢轨开始余热热处理温度为740℃～850℃，在线热处理140～180s后出热处理生产线，在线第一阶段对钢轨轨头顶面、两侧、及轨距角下颚、轨底处强冷却，实际冷却段冷却速度3℃/s～8℃/s，冷却时长40s～80s，钢轨冷却后轨头表面温度600℃～700℃；第二阶段弱冷，对钢轨顶面、轨头两侧、轨距角下颚、轨底冷却，冷速1.0℃/s～2.5℃/s，冷却时长60s～100s；第三阶段弱冷却，冷速≤1.5℃/s，后出口轨头温度为420℃～520℃，后自然空冷至室温。
[0006]进一步的，钢轨的轧制工艺为：方坯
→
锯切
→
加热
→
BD1轧制
→
BD2轧制
→
CCS万能轧机连轧
→
所述在线热处理工艺
→
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大于900℃；加热时长不小于3小时15分钟；出炉温度为不低于1150℃，开轧温度≥1100℃，终轧温度910～940℃；。
[0007]进一步的，钢轨的质量百分的化学成分为：C 0.50～0.65％；Si 0.35～0.60％；Mn 0.50～1.00％；P≤0.025％；S≤0.025％；Cr 0.15～0.45％；V 0.02～0.10％；其余为Fe及不可避免的杂质，质量分数共计为100％。
[0008]与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果：
[0009]本专利技术利用在线余热热处理工艺提高钢轨强度、硬度，同时合理设计成分和钢轨中加入最优的Cr、V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、冲击韧性等性能。用其生产的热处理钢轨，具有很好的抗拉强度、踏面硬度和冲击功。
[0010]本专利技术的耐低温耐磨热处理钢轨具有独特的生产工艺，生产效率高、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。
具体实施方式
[0011]各实例制备钢轨材料的化学成分如表1所示。
[0012]表1各实例成分(质量百分数/％)
[0013][0014]钢轨热处理工艺具体实例如表2所示。
[0015]表2钢轨材料热处理工艺实例
[0016][0017]轧制后钢材试样性能：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℃，以上试样取样方法和位置及尺寸按照TB/T2344
‑
2012标准。冲击取样按照GB/T229
‑
2007，取样位置在踏面中心，方向为纵向，尺寸为10mm
×
10mm
×
50mm，为A
KU2
型缺口。实验结果如表3所示。
[0018]表3各实例力学性能
[0019][0020]以上所述的实施例仅是对本专利技术的优选方式进行描述，并非对本专利技术的范围进行
限定，在不脱离本专利技术设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本专利技术的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本专利技术权利要求书确定的保护范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高珠光体钢轨低温韧性的热处理方法，包括在线热处理工艺，其特征在于，所述在线热处理工艺具体包括在线余热淬火，在线余热淬火的冷却介质为纯风或风雾混合介质；钢轨开始余热热处理温度为740℃～850℃，在线热处理140～180s后出热处理生产线，在线第一阶段对钢轨轨头顶面、两侧、及轨距角下颚、轨底处强冷却，实际冷却段冷却速度3℃/s～8℃/s，冷却时长40s～80s，钢轨冷却后轨头表面温度600℃～700℃；第二阶段弱冷，对钢轨顶面、轨头两侧、轨距角下颚、轨底冷却，冷速1.0℃/s～2.5℃/s，冷却时长60s～100s；第三阶段弱冷却，冷速≤1.5℃/s，后出口轨头温度为420℃～520℃，后自然空冷至室温。2.根据权利要求1所述的提高珠光体钢轨低温韧性的热处理方法，其特征在于，钢轨的轧制工艺为：方坯
→
锯切
→
加热
→
BD1轧制
→
BD2...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛虎东，张凤明，陈永超，王嘉伟，
申请(专利权)人：包头钢铁集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：