本发明专利技术提供一种微合金化贝氏体钢轨，该钢轨含有Ｃ：０．１０％－０．４０％，Ｓｉ：０．８０％－２．００％，Ｍｎ：０．８０％－２．６０％，Ｃｒ：＜２．００％，Ｎｂ：０．００５％－０．１００％，Ｖ：０．０１％－０．２０％，Ｔｉ：０．００１％－０．０７０％，Ｎ：≤０．００７％，Ａｌ：≤０．０１％，余量为Ｆｅ和不可避免的杂质。本发明专利技术的热处理方法为：钢轨经热轧以后先空冷至室温，再重新加热至８５０－１０００℃奥氏体化后，以０．０５－１５℃／ｓ的冷速冷至３５０－２００℃，随后空冷至室温。也可以是：钢轨以１１００－９００℃终轧结束后，以０．０５－１０℃／ｓ的冷速冷至３５０－２００℃，随后空冷至室温。采用本发明专利技术技术生产的贝氏体钢轨不含Ｍｏ，成本低，强韧性能好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于 铁路钢轨
，特别涉及一种含贝氏体组织的钢轨和该钢轨的生产方法。
技术介绍
热轧贝氏体钢轨需要加入一定含量的Mo元素，以提高钢轨的组织及性能稳定 性。但Mo元素的合金成本很高，致使钢轨的销售价格大幅提高，使铁路部门难以承受。 如文献(The Development of Bainitic Steel for Special Railway System Requirements, 39 MWSP CONF PROC, ISS，VOLXXXV, 1998-1015)介绍表明其研究的贝氏体钢轨中Mo含量高达0.8%。高速重载铁路要求钢轨不仅具有耐磨性能还应具有优异的耐滚动接触疲劳性 能，贝氏体钢轨能够满足上述要求。贝氏体钢轨耐滚动接触疲劳性能优于珠光体钢轨已 经在国际上取得广泛的共识。为了提高贝氏体钢轨的强韧性，在进行合金成分设计时，一般首选Mo或 Ni 等贵重兀素。 文献(The Development of Bainitic Steel for Special Railway System Requirements, 39 MWSP CONF PROC, ISS, VOL XXXV, 1998-1015)介绍其开发的 贝氏体钢轨的耐磨性是普通碳素珠光体钢轨的8倍，但其优选的化学成分中Mo含量高达 0.8%,并且需要在550°C进行回火处理，钢轨回火处理的效率比较低，因此这种钢轨的 生产成本使铁路部门难以承受。钢轨欠速淬火处理在珠光体钢轨上的应用已经比较成熟，且生产效率高， 这种生产方式已被广泛采用。近年来人们也在努力开发淬火热处理贝氏体钢轨，如 JP2007-146237、JP2002-249825和JP2001-98342日本专利均提出了淬火处理贝氏体钢轨 的成分及工艺，但在化学成分的设计上都没有放弃采用Mo、Ni等贵重元素，而且上述专 利均没有提出同时复合加入Nb、V、Ti的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种采用(Nb+V+Ti)复 合微合金化或再加淬火处理的方法生产的低成本、强韧性优异的贝氏体钢轨。本专利技术是这样实现的该微合金化贝氏体钢轨含有重量百分比C: 0.10-0.40%, Si: 0.80-2.00%, Mn: 0.80-2.60%, Cr: < 2.00%, N <0.007%, Al: <0.01%,余量为Fe和不可避免的杂质。在上述成分的基础上，采用微合金化的方法， 同时复合加入 Nb、V、Ti 微合金元素，其中 Nb: 0.005-0.100%, V 0.01-0.20%, Ti: 0.001-0.070%。从而在钢轨的轧制温度范围内均能够析出一定Nb、V、Ti的碳氮化物， 这种Nb、V、Ti的碳氮化物足以抑制钢轨轧制时奥氏体再结晶晶粒的长大，同时以碳氮 化物作为贝氏体相变形核质点，增加形核数量，可以尽可能多地产生板条贝氏铁素体， 使残余奥氏体板条化，限制M-A岛的尺寸及所占的比例。Ti、Nb、V三种微合金元素的单元碳氮化物在钢中的析出温度依次降低，析出 第二相的颗粒尺寸依次减小。对于轧制道次多、轧制温度高且轧制工艺参数相对固定不 变的钢轨轧制来说选择单元或二元微合金元素微合金化只能在轧制过程的某一温度区间 内阻止再结晶奥氏体晶粒的长大，不能在比较宽的温度范围内，尤其是在钢轨终轧温度 范围内，达到阻止奥氏体晶粒长大的目的，因此很难达到细化贝氏体组织的目的。研究 表明形成多元微合金碳氮化物比形成纯的单元微合金碳氮化物更有利于其阻止再结晶奥 氏体晶粒长大的作用。在钢轨的生产条件下，通过多元微合金化，几乎可以在所有轧制 温度范围内都发生第二相的析出或第二相的长大，这就为我们优化第二相的析出行为， 利用第二相阻止再结晶奥氏体晶粒的长大，得到细化的贝氏体组织，达到提高贝氏体钢 轨的强韧化水平的目的。本专利技术钢轨热轧时即可实现较好的强韧性匹配。为能进一步提高强度，还可以 采用欠速淬火工艺生产热处理贝氏体钢轨。即钢轨经热轧以后先空冷至室温，再重新加 热至850-1000°C奥氏体化，并以0.05-15°C/s的冷速冷至350-200°C，随后空冷至室温。 也可以在线生产欠速淬火热处理钢轨，即钢轨1100-900°C终轧以后，以0.05-10°C/s的冷 速冷至350-200°C，随后空冷至室温。采用本专利技术技术生产的贝氏体钢轨成本低、性能好。不添加Mo元素，可降低 合金成本约2000元/吨。本专利技术不含Mo的微合金化热轧贝氏体钢轨的强韧性远远超过 不含Mo未微合金化热轧贝氏体钢 表1不同合金化及工艺方案的力学性能对比力学性能合金化及工艺方案~^~瓦~AZIAku (■__N/rrni2 ^nm2 %__%__J不含Mo未微合金化_热轧贝氏体钢轨 42() 615 7·° 15-° 22 24ti^ii^ 750 1100 14.0 37.5 38 39 42 热轧贝氏体钢轨淬火处理不含Mo微κπ 合金化贝氏体钢轨1115 1285 16·5 42·° 46 50 5具体实施例方式下面通过实施例对本专利技术作进一步的描述。本专利技术实施例贝氏体钢轨的成分和热处理工艺见表2。本专利技术实施例贝氏体钢轨 的性能见表3。表2本专利技术实施例钢轨的成分和工艺权利要求1.一种微合金化贝氏体钢轨，其特征在于该钢轨含有重量百分比C 0.10 % -0.40 %, Si 0.80 % -2.00 %, Mn 0.80 % -2.60 %, Cr: <2.00%，Nb: 0.005 % -0.100 %, V 0.01 % -0.20 %, Ti 0.001 % -0.070 %, N < 0.007 %, Al: <0.01%,余量为Fe和不可避免的杂质。2.—种权利要求1所述微合金化贝氏体钢轨的热处理方法，其特征在于钢轨经热轧 以后先空冷至室温，再重新加热至850-1000°C奥氏体化后，以0.05-15°C /s的冷速冷至 350-200°C,随后空冷至室温。3.一种权利要求1所述微合金化贝氏体钢轨的热处理方法，其特征在于钢轨以 1100-900°C终轧结束后，以0.05-10°C/s的冷速冷至350-200°C，随后空冷至室温。全文摘要本专利技术提供一种微合金化贝氏体钢轨，该钢轨含有C0.10％-0.40％，Si0.80％-2.00％，Mn0.80％-2.60％，Cr＜2.00％，Nb0.005％-0.100％，V0.01％-0.20％，Ti0.001％-0.070％，N≤0.007％，Al≤0.01％，余量为Fe和不可避免的杂质。本专利技术的热处理方法为钢轨经热轧以后先空冷至室温，再重新加热至850-1000℃奥氏体化后，以0.05-15℃/s的冷速冷至350-200℃，随后空冷至室温。也可以是钢轨以1100-900℃终轧结束后，以0.05-10℃/s的冷速冷至350-200℃，随后空冷至室温。采用本专利技术技术生产的贝氏体钢轨不含Mo，成本低，强韧性能好。文档编号C21D8/00GK102021481SQ20091018746公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月15日 优先权日2009年9月15日专利技术者本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种微合金化贝氏体钢轨，其特征在于该钢轨含有重量百分比Ｃ：０．１０％－０．４０％，Ｓｉ：０．８０％－２．００％，Ｍｎ：０．８０％－２．６０％，Ｃｒ：＜２．００％，Ｎｂ：０．００５％－０．１００％，Ｖ：０．０１％－０．２０％，Ｔｉ：０．００１％－０．０７０％，Ｎ：≤０．００７％，Ａｌ：≤０．０１％，余量为Ｆｅ和不可避免的杂质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈昕，杨玉，金纪勇，张序平，杜斌，左岩，宁东，赵长兴，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。