本发明专利技术提供一种钢轨，该钢轨以质量%计含有：C：大于0.85且为1.20%以下、Si：0.05~2.00%、Mn：0.05~0.50%、Cr：0.05~0.60%、P≤0.0150%，其余部分由Fe及不可避免的杂质构成，其中，由以头部拐角部及头顶部的表面作为起点到深度10mm的范围构成的头表部的97%以上为珠光体组织；所述珠光体组织的维氏硬度为Hv320~500；所述珠光体组织中的渗碳体相的Mn浓度CMn[at.%]除以铁素体的Mn浓度FMn[at.%]而算出的值CMn/FMn值为1.0以上且5.0以下。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及货运铁路上使用的钢轨，其目的在于同时提高头部的耐磨性和韧性。本申请基于2010年06月07日在日本提出申请的特愿2010-130164号主张的优先权，在此引用其内容。
技术介绍
伴随着经济的发展，促进了迄今为止尚未开发的自然环境严酷的地域内煤等天然资源的开采。与此相应的是，对于运输资源的货运铁路而言，轨道环境明显变得严酷，对轨道而言，要求具有比迄今为止更好的耐磨性和在寒冷地区的韧性等。在这样的背景下，要求开发一种具有现在使用的高强度轨道以上的耐磨性和高韧性的轨道。 为了改善轨道钢的耐磨性，开发出如下所示的轨道。这些轨道的主要特征在于，为了提高耐磨性而增加钢的含碳量、增加珠光体片(979)中渗碳体相的体积比，进而控制硬度(例如参照专利文献1、2)。专利文献I中公开的技术，可以提供一种轨道，其使用了过共析钢(C:大于0.85且为I. 20%以下)，珠光体组织中的片中渗碳体体积比例得以增加，且耐磨性优异。另外，专利文献2中公开的技术，可以提供一种轨道，其使用了过共析钢(C:大于O. 85且为I. 20%以下)，珠光体组织中的片中渗碳体体积比例得到增加，同时控制了硬度、且耐磨性优异。对于专利文献广2中公开的技术而言，通过增加钢的含碳量、珠光体组织中的渗碳体相的体积比例来谋求提高具有一定水平的耐磨性。但是，这种情况下，珠光体组织本身的韧性显著下降，存在容易发生轨道损伤的问题。在这样的背景下，期望提供一种可以提高珠光体组织的耐磨性，同时韧性也可以得以提高的耐磨性及韧性优异的钢轨。一般来说，为了提高珠光体钢的韧性，可以说使珠光体组织细微化是有效的，具体而言，使珠光体相变前的奥氏体组织细粒化、以及使珠光体块(7 Π )大小的细微化是有效的。为了实现奥氏体组织的细粒化，通过降低热轧时的轧制温度、增加压下量、在轨道轧制后通过低温再加热进行热处理。另外，为了谋求珠光体组织的细微化，进行了利用相变核的奥氏体粒子内的珠光体相变的促进等。但是，在轨道的制造中，从确保热轧时的成型性的观点考虑，降低轧制温度及增加压下量是有限的，不能实现充分的奥氏体粒的细微化。另外，关于利用相变核，使奥氏体粒子内的珠光体相变，会有相变核的量的控制困难及由粒子内的珠光体相变不稳定等问题，从而不能实现充分的珠光体组织的细微化。鉴于这些问题，在彻底地改善珠光体组织的轨道的韧性时，可以使用下述方法在轨道轧制后进行低温再加热，其后，通过加速冷却使珠光体相变，将珠光体组织细微化。但是，近年来，在为了改善耐磨性轨道进行高碳化的情况下，在上述的低温再加热热处理时，奥氏体粒子内溶解剩余的粗大的碳化物，会有所谓的加速冷却后的珠光体组织的延展性及韧性下降的问题。另外，为了进行再加热，还会有制造成本高、生产性也低等经济性问题。因此，要求开发一种可以确保轧制时的成型性，将轧制后的珠光体组织进行细微化的高碳钢轨的制造方法。为了解决该问题，开发有如下所示的高碳钢轨制造方法。这些轨道的主要特征在于，为了将珠光体组织细微化，可以利用所谓的高碳钢的奥氏体粒在较低温度下且小的压下量下容易再结晶的性质。由此，通过小压下的连续轧制得到整粒的细微粒，提高珠光体钢的延展性及韧性(例如参照专利文献3、4、5)。专利文献3公开的技术是通过在高碳钢的钢轨的精轧时，采用在规定的轧制道次间的时间内进行连续3道次以上的轧制，由此来提供高延展性、高韧性的轨道。 另外，对于专利文献4公开的技术而言，其通过在高碳钢的钢轨的精轧中，采用在规定的轧制道次间的时间内进行连续2道次以上的轧制，再进行连续轧制，轧制后，进行加速冷却，由此得到高耐磨性、高韧性的轨道。另外，对于专利文献5公开的技术而言，其在高碳钢的钢轨的精轧中，通过在轧制道次间实施冷却，进行连续轧制后，进行轧制后的加速冷却，由此得到高耐磨性、高韧性的轨道。可以认为，专利文献:T5公开的技术，通过连续热轧时的温度、轧制道次数及道次间时间的组合，可以谋求具有一定水平的奥氏体组织的细微化，获得若干韧性的提高。但是，对于起点于钢中存在的夹杂物的破坏及不起点于夹杂物而起点于珠光体组织的破坏，不能确认其效果，不能彻底地提高韧性。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开平8-144016号公报专利文献2 :日本特开平8-246100号公报专利文献3 :日本特开平7-173530号公报专利文献4 :日本特开2001-234238号公报专利文献5 :日本特开2002-226915号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术正是鉴于上述问题而提出的，目的在于，提供一种在轨道环境严酷的货运铁路的轨道上使用所要求的、同时提高头部耐磨性和韧性的钢轨。解决问题的方法为了实现解决所述问题的目的，本专利技术采用以下的方法。即(I)本专利技术一实施方式涉及的钢轨，以质量％计，含有C :大于0. 85且为I. 20%以下、Si :0. 05 2. 00%、Mn :0. 05 0. 50%、Cr :0. 05 0. 60%、P 彡 0. 0150%，其余部分由 Fe 及不可避免的杂质构成，将头部拐角部及头顶部的表面作为起点到深度10_的范围构成的头表部的97%以上为珠光体组织；所述珠光体组织的维氏硬度为Hv32(T500 ;所述珠光体组织中的渗碳体相的Mn浓度CMn 除以铁素体相的Mn浓度FMn 而算出的值CMn/FMn值为1.0以上5.0以下。在此，所谓Hv是指在JIS Z2244中规定的维氏硬度。另外，at. %表示原子组成百分率。(2)另外，在上述⑴所述的实施方式涉及的钢轨中，以质量％计，也可以进一步选择性地含有下述成分中的I种或2种以上Mo 0. 01 O. 50%、V 0. 005 O. 50%、Nb 0. 001 O. 050%、Co 0. 01 I. 00%、B 0. 0001 O. 0050%、Cu 0. 01 I. 00%、Ni 0. 01 I. 00%、Ti 0. 0050 0· 0500%、Ca O. 0005 O. 0200%、Mg 0. 0005 O. 0200%、Zr 0. ΟΟΟΓΟ. 0100%、Al :0· 0040 1· 00%、N O.0060 0· 0200%。(3)本专利技术一实施方式涉及的钢轨的制造方法，其为制造上述(I)或(2)记载的钢轨的方法，该方法包括将刚热轧后的Arl点以上温度的所述钢轨的头部或在以热处理为目的的Acl点+ 30°C以上温度再进行加热的所述钢轨的头部，由750°C以上的温度区域以4 15°C /sec的冷却速度实施第I加速冷却；在所述钢轨头部的温度达到60(T450°C时刻时，停止所述第I加速冷却；将含有相变热及交换热的最大温度上升量，控制在比加速冷却 停止温度低50°C以下；其后，以O. 5^2. 0°C /sec的冷却速度，实施第2加速冷却；在所述钢轨的头部的温度达到400°C以下的时刻，停止所述第2加速冷却。专利技术的效果依照上述(1Γ(3)记载的实施方式，通过呈现高含碳的珠光体组织的钢轨头部的组织及硬度，并且将CMn/FMn值控制在规定的范围，可以同时提高货运铁路用轨道的耐磨性和韧性。附图说明图I是示出含碳量I. 00%的珠光体钢中的Mn添加量和冲击值的关系的曲线图。图2是示出含碳量I. 00%的珠光体本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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，高桥淳，小林玲，棚桥拓也，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，
类型：
国别省市：
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