一种稀土元素处理提高U71Mn钢轨踏面硬度均匀性的方法技术

技术编号：40354733 阅读：8 留言：0更新日期：2024-02-09 14:39

本发明专利技术公开了一种稀土元素处理提高U71Mn钢轨踏面硬度均匀性的方法，生产工艺：全过程按精炼正常吹氩；真空度≤0.10KPa，深真空时间≥18mi n，过热度ΔT≤30℃，稀土丝在VD工位加入；钢轨轧制工艺：方坯加热预热段温度不大于800℃；加热温度为1200℃，加热时长不小于3小时；出炉温度为不低于1100℃，轧制温度1080℃～1150℃，终轧温度900～950℃；成分：C：0.69～0.75％；S i：0.30～0.40％；Mn：1.00～1.20％；Ce≤0.020％；P≤0.025％；S≤0.025％。本发明专利技术使得同支钢轨在长度方向上踏面中心线的硬度值波动不超过3HBW。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冶金工程，尤其涉及一种稀土元素处理提高u71mn钢轨踏面硬度均匀性的方法。

技术介绍

1、随着铁路运营里程的增加以及向高速、重载方向发展的趋势，钢轨在服役过程中发生接触疲劳伤损的现象越来越频繁。踏面硬度是钢轨的一项关键的性能指标，较高且均匀的踏面硬度保证了钢轨良好稳定的耐磨性能，防止钢轨部分区域出现过早的疲劳伤损或过大的磨耗而导致线路使用寿命缩短。u71mn钢轨具有高强韧性和抗疲劳性等优点，目前仍广泛应用于我国铁路线路中。对于u71 mn(880mpa级)钢轨，其轨头踏面硬度要求为260～300hbw，要求同一支钢轨踏面中心线上的硬度偏差范围不大于30hbw。若钢轨踏面硬度偏差范围过大，会引发钢轨出现严重的不均匀磨耗，恶化轮轨接触状态，加剧轮轨接触面应力分布的复杂化，导致疲劳裂纹的产生，进一步导致钢轨踏面出现剥离掉块现象。

技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供一种稀土元素处理提高u71mn钢轨踏面硬度均匀性的方法，通过添加稀土元素，冶炼轧制具有良好强度和韧性匹配的钢轨，并使得同支钢轨在长度方向上踏面中心线的硬度值波动不超过3hbw，有效避免因钢轨踏面硬度波动太大而产生严重的不均匀磨耗现象，提高钢轨使用寿命。

2、为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：

3、本专利技术一种稀土元素处理提高u71mn钢轨踏面硬度均匀性的方法，包括：

4、生产工艺：铁水预处理—转炉冶炼—lf钢包精炼—vd真空脱气—连铸—钢坯加热—钢轨轧制；</p>

5、转炉冶炼采用无铝脱氧合金化，全过程按精炼正常吹氩；真空度≤0.10kpa，深真空时间≥18min，过热度δt≤30℃，稀土丝在vd工位加入；

6、钢轨轧制工艺：连铸方坯—锯切—加热—bd1轧制—bd2轧制—ccs万能轧机连轧—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800℃；加热温度为1200℃，加热时长不小于3小时；出炉温度为不低于1100℃，轧制温度1080℃～1150℃，终轧温度900～950℃；

7、所述u71mn钢轨的化学成分的重量百分比包括：c：0.69～0.75％；s i：0.30～0.40％；mn：1.00～1.20％；ce≤0.020％；p≤0.025％；s≤0.025％；余量为fe及不可避免的杂质。

8、进一步的，所述u71mn钢轨的化学成分的重量百分比包括：c：0.71％；s i：0.38％；mn：1.10％；ce：0.0005％；p：0.017％；s：0.006％；余量为fe及不可避免的杂质。

9、进一步的，所述u71mn钢轨的化学成分的重量百分比包括：c：0.71％；s i：0.36％；mn：1.07％；ce：0.0002％；p：0.012％；s：0.004％；余量为fe及不可避免的杂质。

10、进一步的，所述u71mn钢轨的化学成分的重量百分比包括：c：0.72％；s i：0.38％；mn：1.09％；ce：0.0007％；p：0.016％；s：0.005％；余量为fe及不可避免的杂质。

11、进一步的，钢轨组织均为珠光体，允许有少量铁素体。

12、进一步的，生产的热处理钢轨踏面中心线硬度波动不超过3hbw。

13、与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果：

14、在满足标准成分、性能要求以及现有工艺路线的前提下，采用稀土处理工艺，净化钢质并使得组织转变均匀，在保证钢轨各项性能满足标准要求的同时，提高钢轨踏面硬度均匀性，降低线路钢轨养护成本，提高钢轨服役安全性能及服役期限。

15、钢轨组织均为珠光体，允许有少量铁素体，脱碳层≤0.5mm。力学性能满足如下要求：抗拉强度≥940mpa，延伸率≥11％。

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【技术保护点】

1.一种稀土元素处理提高U71Mn钢轨踏面硬度均匀性的方法，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的稀土元素处理提高U71Mn钢轨踏面硬度均匀性的方法，其特征在于：所述U71Mn钢轨的化学成分的重量百分比包括：C：0.71％；Si：0.38％；Mn：1.10％；Ce：0.0005％；P：0.017％；S：0.006％；余量为Fe及不可避免的杂质。

3.根据权利要求1所述的稀土元素处理提高U71Mn钢轨踏面硬度均匀性的方法，其特征在于：所述U71Mn钢轨的化学成分的重量百分比包括：C：0.71％；Si：0.36％；Mn：1.07％；Ce：0.0002％；P：0.012％；S：0.004％；余量为Fe及不可避免的杂质。

4.根据权利要求1所述的稀土元素处理提高U71Mn钢轨踏面硬度均匀性的方法，其特征在于：所述U71Mn钢轨的化学成分的重量百分比包括：C：0.72％；Si：0.38％；Mn：1.09％；Ce：0.0007％；P：0.016％；S：0.005％；余量为Fe及不可避免的杂质。

5.根据权利要求1所述的稀土元素处理提高U7

6.根据权利要求1所述的稀土元素处理提高U71 Mn钢轨踏面硬度均匀性的方法，其特征在于：生产的热处理钢轨踏面中心线硬度波动不超过3HBW。

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【技术特征摘要】

1.一种稀土元素处理提高u71mn钢轨踏面硬度均匀性的方法，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的稀土元素处理提高u71mn钢轨踏面硬度均匀性的方法，其特征在于：所述u71mn钢轨的化学成分的重量百分比包括：c：0.71％；si：0.38％；mn：1.10％；ce：0.0005％；p：0.017％；s：0.006％；余量为fe及不可避免的杂质。

3.根据权利要求1所述的稀土元素处理提高u71mn钢轨踏面硬度均匀性的方法，其特征在于：所述u71mn钢轨的化学成分的重量百分比包括：c：0.71％；si：0.36％；mn：1.07％；ce：0.0002％；p：0.012％；s：0.00...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘阳，梁正伟，薛虎东，张凤明，郑瑞，王慧军，
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：

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