一种超细片层珠光体组织耐蚀钢轨用钢及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超细片层珠光体组织耐蚀钢轨用钢及制备方法，属于钢轨用钢技术领域，解决现有技术中对于高桥隧比或海洋气候条件下钢轨用钢的耐蚀性能较差、现有提高耐蚀性能方法工艺操作复杂、成本高、影响铁路信号、存在局部破损后加速腐蚀、涂层老化等问题中的至少一个。该耐蚀钢轨用钢，组成按质量百分比计包括C0.60～0.70、Si0.50～0.60、Mn0.70～0.80、Cr0.25～0.35、Cu0.25～0.35和Nb0.02～0.04。该制备方法包括冶炼、铸造、加热、保温、轧制、在线热处理和矫直。本发明专利技术可用于铁路钢轨。本发明专利技术可用于铁路钢轨。本发明专利技术可用于铁路钢轨。

【技术实现步骤摘要】
一种超细片层珠光体组织耐蚀钢轨用钢及制备方法


[0001]本专利技术属于钢轨用钢
，尤其涉及一种超细片层珠光体组织耐蚀钢轨用钢及制备方法。

技术介绍

[0002]铁路运输在我国经济社会发展中有着至关重要的地位和作用。钢轨是铁路建设的关键材料，其服役性能及寿命显著影响铁路运输的安全与可靠性。随着铁路建设向特殊环境延伸，复杂环境对钢轨服役性能也提出更高要求。例如，在长度超过一千五百公里的复杂环境建设的铁路中，拥有80％以上的桥隧比。隧道内昼夜温差大，且环境阴暗潮湿，在役钢轨易遭受潮湿性气体带来的腐蚀破坏。此外，在海洋气候条件下钢轨和扣件易出现腐蚀问题，亦对钢轨抗腐蚀等服役性能提出了挑战。
[0003]目前，在提高钢轨耐蚀性能方面，主要有牺牲阳极保护法、表面热喷涂涂层法和添加耐蚀微合金元素等方法。其中，牺牲阳极保护法由于工艺操作复杂、成本高、影响铁路信号等原因，应用受到限制；表面热喷涂铝锌合金、铬合金、纳米涂层等涂层法也存在局部破损后加速腐蚀、涂层老化等问题。

技术实现思路

[0004]鉴于以上分析，本专利技术旨在提供一种超细片层珠光体组织耐蚀钢轨用钢及制备方法，解决现有技术中对于高桥隧比或海洋气候条件下钢轨用钢的耐蚀性能较差、现有提高耐蚀性能方法工艺操作复杂、成本高、影响铁路信号、存在局部破损后加速腐蚀、涂层老化等问题中的至少一个。
[0005]本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
[0006]本专利技术提供了一种超细片层珠光体组织耐蚀钢轨用钢，组成按质量百分比计包括C 0.60～0.70、Si 0.50～0.60、Mn 0.70～0.80、Cr 0.25～0.35、Cu 0.25～0.35和Nb 0.02～0.04。
[0007]进一步地，耐蚀钢轨用钢的组成按质量百分比计还包括Mo0.00～0.08、Sb 0.00～0.10和Sn 0.00～0.10中的至少两种。
[0008]进一步地，耐蚀钢轨用钢的组成按质量百分比计包括C 0.62～0.65；Si 0.50～0.53；Mn 0.72～0.74；Cr 0.30～0.33；Cu 0.35～0.37；Nb 0.02～0.04；Mo 0.05～0.06；Sb 0.07～0.08。
[0009]进一步地，耐蚀钢轨用钢的组成按质量百分比计包括C 0.63～0.64；Si 0.51～0.53；Mn 0.74～0.76；Cr 0.30～0.33；Cu 0.36～0.37；Nb 0.02～0.04；Mo 0.05～0.06；Sn 0.07～0.08。
[0010]进一步地，耐蚀钢轨用钢的组成按质量百分比计包括C 0.62～0.65；Si 0.50～0.52；Mn 0.74～0.76；Cr 0.31～0.34；Cu 0.36～0.37；Nb 0.02～0.04；Sb 0.07～0.08；Sn 0.07～0.08。
[0011]进一步地，耐蚀钢轨用钢的组成按质量百分比计包括C 0.65～0.68；Si 0.52～0.54；Mn 0.74～0.76；Cr 0.30～0.33；Cu 0.36～0.37；Nb 0.02～0.04；Mo 0.05～0.06；Sb 0.03～0.05；Sn 0.03～0.05。
[0012]本专利技术还提供了一种超细片层珠光体组织耐蚀钢轨用钢的制备方法，用于上述耐蚀钢轨用钢的制备，制备方法包括如下步骤：
[0013]步骤1：根据耐蚀钢轨用钢的成分对原料进行冶炼和铸造，得到铸坯；
[0014]步骤2：将铸坯加热至奥氏体化均匀化温度并保温；
[0015]步骤3：保温后的铸坯出炉，进行轧制；
[0016]步骤4：轧后采用热轧方式或者利用轧制余热进行在线热处理，得到待矫直钢轨；
[0017]步骤5：对待矫直钢轨进行矫直处理。
[0018]进一步地，步骤1中，以Sb含量为20～30％的Sb
‑
Fe合金的方式添加Sb。
[0019]进一步地，步骤3中，利用轧制余热进行在线热处理。
[0020]进一步地，在线热处理过程中冷却速度为0.8～2.0℃/s。
[0021]与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
[0022]本专利技术提供的超细片层珠光体组织耐蚀钢轨用钢，属于高碳Cr
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Cu
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Mo
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Sb
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Sn系高强度高耐蚀钢轨用钢，采用高C结合Mo、Sb、Sn协同的多元复合微合金化思路，通过Mo、Sb、Sn元素的合理匹配，充分发挥其在钢轨用钢中的缓蚀作用，利用微合金化开发兼具良好的耐蚀性能、耐海洋大气腐蚀性和耐工业大气腐蚀性的耐蚀钢轨用钢，为解决沿海或隧道等苛刻腐蚀服役环境提供有效、经济的手段。
[0023]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0024]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0025]图1a为本专利技术实施例1的金相组织图；
[0026]图1b为本专利技术实施例1的扫描电镜测试图；
[0027]图2a为本专利技术实施例2的金相组织图；
[0028]图2b为本专利技术实施例2的扫描电镜测试图；
[0029]图3a为本专利技术实施例3的金相组织图；
[0030]图3b为本专利技术实施例3的扫描电镜测试图；
[0031]图4a为本专利技术实施例4的金相组织图；
[0032]图4b为本专利技术实施例4的扫描电镜测试图；
[0033]图5a为本专利技术对比例1的金相组织图；
[0034]图5b为本专利技术对比例1的扫描电镜测试图。
具体实施方式
[0035]下面具体描述本专利技术的优选实施例。
[0036]本专利技术提供了一种超细片层珠光体组织耐蚀钢轨用钢，其组成按质量百分比计包括C 0.60～0.70、Si 0.50～0.60、Mn 0.70～0.80、Cr 0.25～0.35、Cu 0.25～0.35和Nb 0.02～0.04，还包括Mo 0.00～0.08、Sb 0.00～0.10和Sn0.00～0.10中的至少两种，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0037]需要说明的是，上述超细片层珠光体组织耐蚀钢轨用钢的珠光体片层间距能够达到0.10～0.13μm，珠光体片层间距明显小于现有技术，珠光体的体积分数≥95％，珠光体的体积分数远远高于现有技术，该组织具有高强韧、抗疲劳性能。
[0038]与现有技术相比，本专利技术提供的超细片层珠光体组织耐蚀钢轨用钢，属于高碳Cr
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Cu
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Mo
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Sb
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Sn系高强度高耐蚀钢轨用钢，采用高C结合Mo、Sb、Sn协同的多元复本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超细片层珠光体组织耐蚀钢轨用钢，其特征在于，组成按质量百分比计包括C0.60～0.70、Si0.50～0.60、Mn0.70～0.80、Cr0.25～0.35、Cu0.25～0.35和Nb0.02～0.04。2.根据权利要求1所述的超细片层珠光体组织耐蚀钢轨用钢，其特征在于，所述耐蚀钢轨用钢的组成按质量百分比计还包括Mo0.00～0.08、Sb0.00～0.10和Sn0.00～0.10中的至少两种。3.根据权利要求1所述的超细片层珠光体组织耐蚀钢轨用钢，其特征在于，所述耐蚀钢轨用钢的组成按质量百分比计包括C0.62～0.65；Si0.50～0.53；Mn0.72～0.74；Cr0.30～0.33；Cu0.35～0.37；Nb0.02～0.04；Mo0.05～0.06；Sb0.07～0.08。4.根据权利要求1所述的超细片层珠光体组织耐蚀钢轨用钢，其特征在于，所述耐蚀钢轨用钢的组成按质量百分比计包括C0.63～0.64；Si0.51～0.53；Mn0.74～0.76；Cr0.30～0.33；Cu0.36～0.37；Nb0.02～0.04；Mo0.05～0.06；Sn0.07～0.08。5.根据权利要求1所述的超细片层珠光体组织耐蚀钢轨用钢，其特征在于，所述耐蚀钢轨用钢的组成按质量百分比计包括C0.62～0.65；Si0.50～0.52；Mn0.74～0.76；Cr0.31～0.34；Cu0.36～0.3...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹燕光，李昭东，高博，雍岐龙，杨忠民，王慧敏，陈颖，
申请(专利权)人：中联先进钢铁材料技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：