该珠光体系钢轨由下述钢形成，所述钢以质量％计含有Ｃ：０．６５～１．２０％、Ｓｉ：０．０５～２．００％、Ｍｎ：０．０５～２．００％及ＲＥＭ：０．０００５～０．０５００％，作为剩余部分，包含Ｆｅ及不可避免的杂质，在钢轨的头部中，由以头部角部及头顶部的表面为起点至深度１０ｍｍ为止的范围构成的头表部为珠光体组织，上述头表部的硬度为Ｈｖ３２０～５００的范围。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及以在海外的货物铁道中使用的钢轨中使头部的耐磨损性和韧性同时提高为目的的珠光体系钢轨。本申请基于2009年2月18日在日本申请的日本特愿2009-035472号要求优先权， 将其内容援引于此。
技术介绍
随着经济发展，一直在进行煤等天然资源的新开发。具体而言，一直在进行迄今为止未开发的自然环境严酷的地域的开采。与此相伴，对于输送资源的海外的货物铁道而言轨道环境变得非常严酷。对于钢轨，除了这种程度以上的耐磨损性以外，还逐渐要求在寒冷地区的韧性等。从这样的背景出发，要求开发具有现用的高强度钢轨以上的耐磨损性和高韧性的钢轨。一般认为，为了提高珠光体钢的韧性，珠光体组织的微细化、具体是珠光体相变前的奥氏体组织的细粒化和珠光体块尺寸的微细化是有效的。为了实现奥氏体组织的细粒化，正在进行热轧时的轧制温度的降低、压下量的增加、以及在钢轨轧制后利用低温再加热的热处理。此外，为了实现珠光体组织的微细化，正在进行利用了相变核的从奥氏体晶粒内开始的珠光体相变的促进等。但是，在钢轨的制造中，从确保热轧时的成形性的观点出发，轧制温度的降低、压下量的增加有限，不能实现奥氏体晶粒的充分的微细化。此外，关于利用了相变核的从奥氏体晶粒内开始的珠光体相变，存在难以控制相变核的量和从晶粒内开始的珠光体相变不稳定等问题，不能实现珠光体组织的充分的微细化。针对上述诸问题，为了从根本上改善珠光体组织的钢轨的韧性，采用了在钢轨轧制后进行低温再加热，然后通过加速冷却产生珠光体相变，使珠光体组织微细化的方法。可是，近年来，为了改善耐磨损性而进行钢轨的高碳化，在上述的低温再加热热处理时，存在在奥氏体晶粒内溶解残留粗大的碳化物，加速冷却后的珠光体组织的延性和韧性降低的问题。此外，由于是再加热，因此还存在制造成本高、生产率也低等经济性的问题。因此，一直在谋求确保轧制时的成形性、使轧制后的珠光体组织微细化的高碳钢钢轨的制造方法的开发。为了解决该问题，开发了如下所示的高碳钢钢轨的制造方法。这些钢轨的主要特征在于，为了使珠光体组织微细化，利用了高碳钢的奥氏体晶粒即使在比较低的温度下且较小的压下量下也容易再结晶的性质。由此，通过小压下的连续轧制得到整粒的微细粒，从而提高珠光体钢的延性和韧性(例如参照专利文献1、2、3)。在专利文献1的公开技术中，在含有高碳钢的钢轨的精轧中，通过以规定的轧制道次间的时间进行连续3道次以上的轧制，能够提供高延性钢轨。此外，在专利文献2的公开技术中，在含有高碳钢的钢轨的精轧中，通过以规定的轧制道次间的时间进行连续2道次以上的轧制，再在进行了连续轧制后，在轧制后进行加速冷却，能够提供高耐磨损性和高韧性钢轨。进而，在专利文献3的公开技术中，在含有高碳钢的钢轨的精轧中，通过在道次间实施冷却，在进行连续轧制后，在轧制后进行加速冷却，能够提供高耐磨损性和高韧性钢轨。但是，在专利文献1 3的公开技术中，虽然通过连续热轧时的温度、轧制道次数或道次间时间的组合可实现某一定水平的奥氏体组织的微细化，可见到韧性的若干提高， 但是存在对于以钢中存在的夹杂物为起点的破坏未见到其效果、未从根本上提高韧性的问题。因此，为了抑制钢轨的代表性夹杂物即MnS或Al2O3的生成，研究了 Ca的添加、氧的降低、Al的降低。这些制造方法的特征在于，在铁液预处理中，通过Ca的添加将MnS制成 CaS而无害化，进而，适用脱氧元素的添加和真空处理，使氧尽可能降低，从而减少钢液中的夹杂物(例如参照专利文献4、5、6)。在专利文献4的技术中，提出了通过优化Ca添加量而将S固定为CaS的手段从而降低了 MnS系伸长夹杂物的高碳硅镇静高洁净钢液的制造方法。该技术是由于在凝固过程中偏析浓化的S与同样偏析浓化的Ca或钢液中生成的硅酸钙反应，并不断固定为CaS，所以 MnS伸长夹杂物的生成得到抑制的技术。专利文献5的技术中，提出了降低MnO夹杂物、降低由MnO析出的MnS伸长夹杂物的高碳高洁净钢液的制造方法。该技术中，用大气精炼炉熔炼后，在未脱氧或弱脱氧状态下出钢后，通过真空度为ITorr以下的真空处理将溶解氧控制在30ppm以下。接着添加Al、 Si，然后添加Mn。通过以上操作，使最终在凝固部析出的成为MnS的晶核的2次脱氧产物数量减少，并且使氧化物中的MnO浓度降低。由此，抑制MnS的晶体析出。在专利文献6的技术中，提出了使钢中的氧量、Al量降低的高碳高洁净钢液的制造方法。该技术根据氧化物系夹杂物的总氧值与损伤性的关系，通过限定总氧量，能够制造耐损伤性优异的钢轨。进而，通过将固溶Al量或夹杂物的组成限定在优选的范围内，从而使钢轨的耐损伤性更加提高。上述专利文献4 6的公开技术是控制在钢坯阶段生成的MnS和Al系夹杂物的形态和量的技术。但是，在钢轨轧制中，热轧中夹杂物的形态发生变化。特别是由于在轧制中沿长度方向延伸的Mn硫化物系夹杂物成为钢轨的破坏起点，所以存在仅通过控制在钢坯阶段的夹杂物无法稳定地提高钢轨的韧性的问题。基于上述背景，希望提供一种提高了珠光体组织的耐磨损性、同时提高了韧性的耐磨损性及韧性优异的珠光体系钢轨。现有技术文献专利文献专利文献1 : 日本特开平7-173530号公报专利文献2 : 日本特开2001-2；34238号公报专利文献3 日本特开2002-2^915号公报专利文献4 日本特开平5-171247号公报专利文献5 日本特开平5-263121号公报专利文献6 日本特开2001-220651号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供特别是海外的货物铁道的钢轨所要求的、使头部的耐磨损性和韧性同时提高了的的珠光体系钢轨。用于解决课题的手段本专利技术的珠光体系钢轨由下述钢形成，所述钢以质量％计含有C :0. 65 1.20%、 Si 0. 05 2. 00%,Mn :0. 05 2. 00%及 REM :0. 0005 0. 0500%，作为剩余部分，包含 Fe 及不可避免的杂质，在钢轨的头部，由以头部角部及头顶部的表面为起点至深度IOmm为止的范围构成的头表部为珠光体组织，上述头表部的硬度为Hv320 500的范围。这里，所谓的Hv是指JIS B7774中规定的维氏硬度。 本专利技术的珠光体系钢轨中，在上述珠光体组织中的长度方向的任意截面中观察到的Mn硫化物系夹杂物的长边(L)与短边(D)的长度之比(L/D)的平均值可以为5. 0以下。所述钢以质量％计还含有S ^ 0. 0100%，在上述珠光体组织中的长度方向的任意截面中，长边(L)为1 50 μ m的Mn硫化物系夹杂物相对于每单位面积以10 100个/mm2的量存在。所述钢以质量％计还含有下述(1) (11)中记载的钢成分中的任1种或2种以上。(I)Ca 0. 0005 0. 0150%, Al 0. 0040 0. 50%中的 1 种或 2 种( Co :0. 01 1. 00%(3)Cr 0. 01 2. 00%、Mo 0. 01 0. 50%中的 1 种或 2 种(4) V 0. 005 0. 50%、Nb 0. 002 0. 050% 中的 1 种或 2 种(5)B :0· 0001 0. 0050%(6) Cu :0. 01 1本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种珠光体系钢轨，其由下述钢形成，所述钢以质量％计含有Ｃ：０．６５～１．２０％、Ｓｉ：０．０５～２．００％、Ｍｎ：０．０５～２．００％及ＲＥＭ：０．０００５～０．０５００％，作为剩余部分，包含Ｆｅ及不可避免的杂质，在钢轨的头部中，由以头部角部及头顶部的表面为起点至深度１０ｍｍ为止的范围构成的头表部为珠光体组织，所述头表部的硬度为Ｈｖ３２０～５００的范围。
【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，
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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