CN112375891A - 一种消除贝氏体钢轨拉伸断口脆性平台的在线回火工艺 - Google Patents

一种消除贝氏体钢轨拉伸断口脆性平台的在线回火工艺 Download PDF

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何建中
梁正伟
张凤鸣
王海明
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    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

本发明公开了一种消除贝氏体钢轨拉伸断口脆性平台的在线回火工艺，包括：钢轨经热轧后输送至热处理线，在热处理线内对钢轨头部和轨底部进行冷却，冷却至轨头表面150‑200℃、轨腰450‑500℃、轨底250‑300℃出热处理线，出热处理线后钢轨轨头表面返温至300‑330℃，输送至大冷床，对钢轨进行密排保温，必要时加盖保温罩，在钢轨移送至矫直辊道前钢轨在300‑200℃区间的保温停留时间为2小时，之后将钢轨移出空冷至80℃以下进行矫直。本发明的工艺能够消除引起延伸率不合的断口脆性平台，使钢轨的延伸率从8‑11％，稳定提升至13‑15％。

Description

一种消除贝氏体钢轨拉伸断口脆性平台的在线回火工艺
技术领域
本发明涉及冶金制造领域，尤其涉及一种消除贝氏体钢轨拉伸断口脆性平台的在线回火工艺。
背景技术
在贝氏体钢轨的研制过程中，通过性能统计分析，发现淬火态贝氏体钢轨的延伸率较低，在8-11％，经过低温回火后，延伸率明显提高，稳定在13-15％。对淬火态贝氏体钢轨延伸率不合的断口进行了分析，发现一个共同的现象，延伸率低的拉伸断口上有大量脆性平台，进一步分析这些平台都是以夹杂物为核心扩展的脆性解理断口形貌。
发明内容
本发明的目的是提供一种消除贝氏体钢轨拉伸断口脆性平台的在线回火工艺，该工艺能够消除引起延伸率不合的断口脆性平台，使钢轨的延伸率从8-11％，稳定提升至13-15％。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种消除贝氏体钢轨拉伸断口脆性平台的在线回火工艺，包括：
钢轨经热轧后输送至热处理线，在热处理线内对钢轨头部和轨底部进行冷却，冷却至轨头表面150-200℃、轨腰450-500℃、轨底250-300℃出热处理线，出热处理线后钢轨轨头表面返温至300-330℃，输送至大冷床，对钢轨进行密排保温，必要时加盖保温罩，在钢轨移送至矫直辊道前钢轨在300-200℃区间的保温停留时间为2小时，之后将钢轨移出空冷至80℃以下进行矫直。
进一步的，所述钢轨的终轧温度约950℃。
进一步的，输送至热处理线的所述钢轨温度为780-920℃。
进一步的，输送至热处理线的所述钢轨温度为800℃。
进一步的，冷却介质为风、雾。
进一步的，输送至大冷床的钢轨轨头表面温度为290-310℃。
进一步的，输送至大冷床的钢轨轨头表面温度为300℃。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
本发明的工艺能够消除引起延伸率不合的断口脆性平台，使钢轨的延伸率从8-11％，稳定提升至13-15％。从而满足钢轨使用要求，同时在线回火工艺结合生产实际发明，通过在线回火也降低了钢轨在矫直过程中沿夹杂物产生脆性开裂的风险，对减少钢轨核伤，提高钢轨的服役安全有非常重要的意义。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为不同回火工艺试验对应的拉伸断口。
具体实施方式
如图1所示，一种消除贝氏体钢轨拉伸断口脆性平台的在线回火工艺，钢轨经热轧后(终轧温度约950℃)输送至热处理线(钢轨温度约800℃)，在热处理线内对钢轨头部和轨底部进行冷却(冷却介质为风、雾)，冷却至轨头表面150-200℃、轨腰450-500℃、轨底250-300℃出热处理线，出热处理线后钢轨轨头表面返温至300-330℃，输送至大冷床(钢轨轨头表面温度约300℃)，对钢轨进行密排保温，必要时加盖保温罩，在钢轨移送至矫直辊道前钢轨在300-200℃区间的保温停留时间为2小时，之后将钢轨移出空冷至80℃以下进行矫直。
分别进行了不同回火工艺试验，见图1。从图1可以看到，拉伸断口上的脆性解理平台及其放大的形貌，脆性解理平台起源于平台心部的非金属夹杂物。在280-340℃回火保温30分，不能完全消除拉伸断口上的脆性解理平台。结合实际生产工况，设计了在300℃至200℃区间保温分别保温1.5小时和2小时的在线回火工艺，可以看到300℃至200℃区间保温保温1.5小时，脆性解理平台明显减少，300℃至200℃区间保温保温2小时，脆性解理平台可以完全消除。
在线回火工艺时的淬火态贝氏体钢轨的延伸率在8-11％，见表1。实施在线回火工艺后的贝氏体钢轨的延伸率在13-15％，见表2。
表1未实施在线回火工艺时的淬火态贝氏体钢轨的拉伸性能
Figure BDA0002734187770000031
表2实施在线回火工艺后的贝氏体钢轨的拉伸性能
Figure BDA0002734187770000032
经试验研究，采用本发明的在线回火工艺能够消除引起延伸率不合的断口脆性平台，使钢轨的延伸率从8-11％，稳定提升至13-15％。从而满足钢轨使用要求，同时由于本发明是在线回火工艺，能够结合生产实际在钢轨矫直之前的冷床上实施，也降低了钢轨在矫直过程中沿夹杂物产生脆性开裂的风险，对减少钢轨核伤，提高钢轨的服役安全有非常重要的意义。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种消除贝氏体钢轨拉伸断口脆性平台的在线回火工艺，其特征在于，包括：
钢轨经热轧后输送至热处理线，在热处理线内对钢轨头部和轨底部进行冷却，冷却至轨头表面150-200℃、轨腰450-500℃、轨底250-300℃出热处理线，出热处理线后钢轨轨头表面返温至300-330℃，输送至大冷床，对钢轨进行密排保温，必要时加盖保温罩，在钢轨移送至矫直辊道前钢轨在300-200℃区间的保温停留时间为2小时，之后将钢轨移出空冷至80℃以下进行矫直。
2.根据权利要求1所述的消除贝氏体钢轨拉伸断口脆性平台的在线回火工艺，其特征在于，所述钢轨的终轧温度约950℃。
3.根据权利要求1所述的消除贝氏体钢轨拉伸断口脆性平台的在线回火工艺，其特征在于，输送至热处理线的所述钢轨温度为780-920℃。
4.根据权利要求3所述的消除贝氏体钢轨拉伸断口脆性平台的在线回火工艺，其特征在于，输送至热处理线的所述钢轨温度为800℃。
5.根据权利要求1所述的消除贝氏体钢轨拉伸断口脆性平台的在线回火工艺，其特征在于，冷却介质为风、雾。
6.根据权利要求1所述的消除贝氏体钢轨拉伸断口脆性平台的在线回火工艺，其特征在于，输送至大冷床的钢轨轨头表面温度为290-310℃。
7.根据权利要求6所述的消除贝氏体钢轨拉伸断口脆性平台的在线回火工艺，其特征在于，输送至大冷床的钢轨轨头表面温度为300℃。
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