本发明专利技术提供一种珠光体系钢轨，其以质量％计，含有C：0.65～1.20％、Si：0.05～2.00％和Mn：0.05～2.00％，剩余部分包含Fe及不可避免的杂质；头部的至少一部分及底部的至少一部分为珠光体组织；作为所述珠光体组织的部位的表面硬度在Hv320～500的范围，且最大表面粗糙度为180μm以下。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及提高钢轨的头部及底部的耐疲劳损伤性的珠光体系钢轨。特别是本专利技术涉及国内的急弯线及海外货运铁路中使用的珠光体系钢轨。本申请基于2009年08月18日在日本提出申请的特愿2009-189508号并主张其优先权，这里引用其内容。
技术介绍
在海外的货运铁路中，为谋求铁路运输的高效率化而推进货物的高装载化。特别是在通过的列车列数多的区间及急弯线的钢轨中，钢轨的头顶部及头部角部(与车轮凸缘部的接触严密的钢轨头部的角部附近)的磨损显著进行，磨损量的增加造成的使用寿命下降成为问题。此外，在国内的客运铁路中，特别是在急弯线的钢轨中，与海外的货运铁路同样磨损也显著进行，因此磨损量的增加造成的使用寿命下降成为问题。从此背景出发，要求开发具有高耐磨性的钢轨。为了解决上述问题，开发了专利文献1中所示的钢轨。该钢轨的主要特征在于，为了使珠光体组织高硬度化而进行热处理，使珠光体组织(片层间隔)微细化。在专利文献1中，公开了对含有高碳钢的钢轨实施热处理，使金属组织形成索氏体组织或微细珠光体组织的技术。由此，能够谋求钢轨的高强度化，提供耐磨性优良的钢轨。可是，近年来，在海外的货运铁路及国内的客运铁路中，由于谋求铁路运输的进一步高效率化，因此推进货物的更进一步的高装载化及列车的高速化。在专利文献1所述的钢轨中，难以确保钢轨头部的耐磨性，存在钢轨使用寿命大大下降的问题。因此，为了解决此问题，研究了高碳化的钢的钢轨。该钢轨的特征在于使珠光体组织的片层中的渗碳体体积比例增加，提高耐磨性(例如参照专利文献2)。在专利文献2中，公开了使钢轨的碳量提高到过共析区、使金属组织形成珠光体组织的钢轨。由此，能够提高珠光体片层中的渗碳体相的体积比例，提高耐磨性，提供更高寿命的钢轨。通过专利文献2所述的钢轨，钢轨的耐磨性提高，谋求了一定的使用寿命的提高。可是，近年来，铁路运输进一步向过密化发展，来自钢轨头部及底部的疲劳损伤的发生变得显著。其结果是，即使具有专利文献2所述的钢轨，也存在钢轨使用寿命不足的问题。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开昭51-0(^616号公报专利文献2 日本特开平08-144016号公报专利文献3 日本特开平08-246100号公报专利文献4 日本特开平09-111352号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题从此背景出发，在呈现含有高碳的珠光体组织的钢轨中，希望提供从钢轨头部及底部提高了耐疲劳损伤性的钢轨。本专利技术是鉴于上述问题点而提出的，其目的在于提供一种提高了海外货运铁路及国内客运铁路的钢轨的耐疲劳损伤性的珠光体系钢轨。用于解决问题的手段(1)本专利技术的一形态的珠光体系钢轨，以质量％计，含有C :0. 65 1.20%、Si 0. 05 2. 00%和Mn :0. 05 2. 00%，剩余部分包含!^e及不可避免的杂质；头部的至少一部分及底部的至少一部分为珠光体组织；作为所述珠光体组织的部位的表面硬度在Hv320 500的范围，且最大表面粗糙度为180 μ m以下。(2)在上述(1)所述的珠光体系钢轨中，优选表面硬度相对于最大表面粗糙度的比值为3.5以上。(3)在上述(1)或( 所述的珠光体系钢轨中，在测定了最大表面粗糙度的部位中，相对于从底部朝向头部的钢轨垂直方向(高度方向)的粗糙度的平均值，超过最大表面粗糙度的0. 30倍的凹凸的数量在头部及底部的表面的钢轨长度方向的每5mm长度中为40 个以下。(4) (14)在上述⑴或⑵所述的珠光体系钢轨中，以质量％计，优选进一步选择性地含有下述(a) (k)的成分，剩余部分包含狗及不可避免的杂质。(a)Cr :0. 01 2. 00%、Mo 0. 01 0. 50%中的 1 种或 2 种(b)V :0. 005 0. 50%、Nb 0. 002 0. 050% 中的 1 种或 2 种(c)Co :0. 01 1. 00%的 1 种(d)B :0. 0001 0. 0050%的 1 种(e)Cu :0. 01 1. 00%的 1 种(f)Ni :0. 01 1. 00%的 1 种(g) Ti 0. 0050 0. 0500% 的 1 种 (h) Ca 0. 0005 0. 0200%、Mg :0· 0005 0. 0200% 中的 1 种或 2 种(i)Zr :0. 0001 0. 0100%的 1 种(j)Al :0· 0100 1. 00%的 1 种(k) N 0. 0060 0. 0200% 的 1 禾中(15)根据上述⑴或(2)所述的珠光体系钢轨，以质量％计，优选进一步含有 Cr 0. 01 2. 00%, Mo :0. 01 0. 50%中的 1 种或 2 种；V :0. 005 0. 50%, Nb :0. 002 0. 050%中的 1 种或 2 种；Co 0. 01 1. 00%;B :0. 0001 0. 0050%;Cu :0. 01 1. 00%;含有 Ni 0. 01 1. 00%;含有 Ti :0. 0050 0. 0500%;Mg :0. 0005 0. 0200%,Ca :0. 0005 0. 0200% ；Zr 0. 0001 0. 2000% ；Al :0. 0040 1. 00%和 N :0. 0060 0. 0200%。专利技术的效果根据上述⑴所述的珠光体系钢轨，由于含有C量0. 65 1. 20%、Si量0. 05 2. 00%,Mn量0. 05 2. 00%，因此能够维持珠光体组织的硬度(强度)，提高耐疲劳损伤性。另外，难以生成对疲劳特性有害的马氏体组织，能够抑制疲劳极限应力范围的降低，因此可提高疲劳强度。此外，根据该珠光体系钢轨，由于头部的至少一部分及底部的至少一部分为珠光体组织，头部的至少一部分及底部的至少一部分的表面硬度为Hv320 500的范围，最大表面粗糙度为180 μ m以下，因此可提高海外货运铁路及国内客运铁路的钢轨的耐疲劳损伤性。在上述(2)所述的珠光体系钢轨时，由于表面硬度相对于最大表面粗糙度的的比值为3. 5以上，因此可提高疲劳极限应力范围，提高疲劳强度。另外可进一步提高珠光体系钢轨的耐疲劳损伤性。在上述(3)所述的珠光体系钢轨时，由于凹凸数为40个以下，因此疲劳极限应力范围上升，疲劳强度大幅度提高。在上述⑷所述的珠光体系钢轨时，由于含有Cr :0.01 2.00%、Mo :0.01 0. 50%中的1种或2种，因此珠光体组织的片层间隔微细化，珠光体组织的硬度(强度)提高，可抑制对疲劳特性有害的马氏体组织的生成。其结果是，可提高珠光体系钢轨的耐疲劳损伤性。在上述(5)所述的珠光体系钢轨时，由于含有V :0. 005 0.50%、Nb :0. 002 0. 050%中的1种或2种，因此奥氏体晶粒微细化，珠光体组织的韧性提高。另外，V及Nb能够防止焊接接头热影响部的软化，因此可提高珠光体组织的韧性及硬度(强度)。在上述(6)所述的珠光体系钢轨时，由于含有Co 0. 01 1. 00%，因此铁素体组织进一步微细化，耐磨特性提高。在上述(7)所述的珠光体系钢轨时，由于含有B 0. 0001 0. 0050%，因此可减低珠光体相变温度的冷却速度依本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种珠光体系钢轨，其特征在于，以质量％计，含有Ｃ：０．６５～１．２０％、Ｓｉ：０．０５～２．００％和Ｍｎ：０．０５～２．００％，剩余部分包含Ｆｅ及不可避免的杂质；头部的至少一部分及底部的至少一部分为珠光体组织；作为所述珠光体组织的部位的表面硬度在Ｈｖ３２０～５００的范围，且最大表面粗糙度为１８０μｍ以下。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：上田正治，圆山恭平，棚桥拓也，宫崎照久，岩野克也，
申请(专利权)人：新日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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