CN115261704B - 中等强度热轧贝氏体钢轨制造方法 - Google Patents
中等强度热轧贝氏体钢轨制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115261704B CN115261704B CN202210905161.XA CN202210905161A CN115261704B CN 115261704 B CN115261704 B CN 115261704B CN 202210905161 A CN202210905161 A CN 202210905161A CN 115261704 B CN115261704 B CN 115261704B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steel rail
- medium
- strength hot
- equal
- percent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/10—Handling in a vacuum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D11/00—Process control or regulation for heat treatments
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/005—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/04—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rails
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/002—Bainite
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
本发明公开了一种中等强度热轧贝氏体钢轨制造方法,包括以下步骤:(1)原料冶炼:对炼钢原料进行冶炼处理,得到钢坯;其中,所述炼钢原料的成分按质量百分比计包括:C:0.15%‑0.20%、Si:1.20‑1.40%、Mn:1.60%‑1.90%、Cr:0.70%‑0.90%、Mo:0.30%‑0.50%、Ni:0.50%‑0.70%、Mo+Ni≥0.90%,V≤0.05%,其余为Fe和其他不可避免的杂质;(2)钢坯轧制:将所述钢坯轧制为50‑75kg/m的断面钢轨;(3)钢轨温控处理:将所述断面钢轨加热至300‑380℃后保温6‑10h,然后冷至室温后得到中等强度热轧贝氏体钢轨产品。本发明通过降低钢轨的屈强比,提高了钢轨的韧性,从而增强了钢轨在瞬时高应力作用下的变形能力。本发明还公开了一种通过上述方法制造而成的中等强度热轧贝氏体钢轨。
Description
技术领域
本发明涉及冶炼领域,具体涉及一种中等强度热轧贝氏体钢轨制造方法以及由此冶炼出的中等强度热轧贝氏体钢轨。
背景技术
钢轨作为承载列车行进、引导列车转向并承受车轮多向复杂应力的关键部件,广泛应用于高速、重载、干线及城市轨道交通系统。钢轨质量的优劣、性能的高低直接关乎铁路的行车安全与运输效率。当前的钢轨材质主要为共析碳含量和过共析碳含量珠光体。
然而,随着铁路运输效率的不断提升,珠光体钢轨逐渐暴露出韧塑性及疲劳性偏低,使用寿命不及预期等技术问题。例如,在车轮往复多向复杂应力作用下,轨头钢轨承受较大剪应力作用的区域内产生疲劳裂纹并扩展导致钢轨失效,从而无法满足钢轨长寿化服役需求。
现有技术中尚未存在克服该技术问题的方案。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例的目的在于提出一种中等强度热轧贝氏体钢轨制造方法。通过降低钢轨的屈强比,增加钢轨在车轮瞬时高应力作用下的变形能力,从而保证钢轨的服役安全性。
基于上述目的,本发明实施例的一方面提供了一种中等强度热轧贝氏体钢轨制造方法,所述中等强度热轧贝氏体钢轨的制造方法包括以下步骤:(1)原料冶炼:对炼钢原料进行冶炼处理,得到钢坯;其中,所述炼钢原料的成分按质量百分比计包括:C:0.15%-0.20%、Si:1.20-1.40%、Mn:1.60%-1.90%、Cr:0.70%-0.90%、Mo:0.30%-0.50%、Ni:0.50%-0.70%、Mo+Ni≥0.90%,V≤0.05%,其余为Fe和其他不可避免的杂质;(2)钢坯轧制:将所述钢坯轧制为50-75kg/m的断面钢轨;(3)钢轨温控处理:将所述断面钢轨加热至300-380℃后保温6-10h,然后冷至室温后得到中等强度热轧贝氏体钢轨产品;其中,所述中等强度热轧贝氏体钢轨产品的成分满足:贝氏体铁素体的质量百分比<80%、贝氏体铁素体体积分数/先共析铁素体体积分数≥5、残留奥氏体+马氏体体积分数之和≤15%;以及所述中等强度热轧贝氏体钢轨产品的性能满足:抗拉强度为1180MPa-1280MPa、屈强比≤0.80、A≥14%。
在一些实施方式中,所述杂质的成分按质量百分比计包括:P≤0.013、S≤0.006。
在一些实施方式中,所述对炼钢原料进行冶炼处理包括以下步骤:将所述炼钢原料加入转炉和/或电炉进行冶炼;冶炼结束后,加入钢包精炼炉进行精炼;精炼结束后,通过钢液真空提升脱气法和/或钢液真空循环脱气法进行真空处理;真空处理结束后,浇铸为断面连铸坯;将所述断面连铸坯加入步进式加热炉进行加热并保温。
在一些实施方式中,将所述断面钢轨置于冷床上空冷至室温,进行开展平立复合矫直和/或探伤机定尺加工。
本发明实施例的另一方面,提供了一种中等强度热轧贝氏体钢轨,其特征在于,所述中等强度热轧贝氏体钢轨通过如上方法的步骤制造而成。
本发明具有以下有益技术效果:通过配置符合预设成分和配比的混合物作为炼钢原料,经过冶炼、轧制、加热等操作,得到了成分满足贝氏体铁素体的质量百分比<80%、贝氏体铁素体体积分数/先共析铁素体体积分数≥5、残留奥氏体+马氏体体积分数之和≤15%的成品钢轨,成品钢轨主要成分为中温转变组织贝氏体,使钢轨能够实现强韧性兼优。其抗拉强度为1180MPa- 1280MPa、屈强比≤0.80、A≥14%,在一定程度上通过降低贝氏体钢轨的屈强比,提高了钢轨的韧性,使钢轨具有更高的延伸率。延长了触疲劳伤损突出路段的钢轨寿命,并保证了钢轨的服役安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1为本发明提供的中等强度热轧贝氏体钢轨制造方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,下面结合具体实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
根据需要,本发明说明书中公开了本发明的具体实施例;然而,应当理解在此公开的实施例仅为可通过多种、可替代形式实施的本发明的示例。在下文的描述中,在构想的多个实施例中描述了多个操作参数和部件。这些具体的参数和部件在本说明书中仅作为示例而并不意味着限定。
基于上述目的,本发明实施例的第一个方面,提出了一种中等强度热轧贝氏体钢轨制造方法的实施例。图1示出的是本发明提供的中等强度热轧贝氏体钢轨制造方法的流程图。如图1所示,中等强度热轧贝氏体钢轨的制造方法可以包括以下步骤:(1)原料冶炼:对炼钢原料进行冶炼处理,得到钢坯;其中,所述炼钢原料的成分按质量百分比计包括:C:0.15%-0.20%、Si:1.20-1.40%、Mn:1.60%-1.90%、Cr:0.70%-0.90%、Mo:0.30%-0.50%、Ni:0.50%-0.70%、Mo+Ni≥0.90%,V≤0.05%,其余为Fe和其他不可避免的杂质;(2)钢坯轧制:将所述钢坯轧制为50-75kg/m的断面钢轨;(3)钢轨温控处理:将所述断面钢轨加热至300-380℃后保温6-10h,然后冷至室温后得到中等强度热轧贝氏体钢轨产品;其中,所述中等强度热轧贝氏体钢轨产品的成分满足:贝氏体铁素体的质量百分比<80%、贝氏体铁素体体积分数/先共析铁素体体积分数≥5、残留奥氏体+马氏体体积分数之和≤15%;以及所述中等强度热轧贝氏体钢轨产品的性能满足:抗拉强度为1180MPa-1280MPa、屈强比≤0.80、A≥14%。本发明通过降低钢轨的屈强比,提高了钢轨的韧性,从而增强了钢轨在瞬时高应力作用下的变形能力,延长了触疲劳伤损突出路段的钢轨寿命,并保证了钢轨的服役安全性。
在上述实施例的基础上,本发明的实施方式还可以包括:杂质的成分按质量百分比计可以包括:P≤0.013、S≤0.006。此外,杂质还可以包含其它不可避免的成分。进一步的,对炼钢原料进行冶炼处理可以包括以下步骤:可以将炼钢原料加入转炉和/或电炉进行冶炼;冶炼结束后,可以加入钢包精炼炉进行精炼;精炼结束后,可以通过钢液真空提升脱气法和/或钢液真空循环脱气法进行真空处理;真空处理结束后,可以浇铸为断面连铸坯;可以将断面连铸坯加入步进式加热炉进行加热并保温。再进一步的,可以将断面钢轨置于冷床上空冷至室温,可以进行开展平立复合矫直和/或探伤机定尺加工。
本发明实施例中制造的中等强度热轧贝氏体钢轨产品的成分需满足:贝氏体铁素体的质量百分比<80%、贝氏体铁素体体积分数/先共析铁素体体积分数≥5、残留奥氏体+马氏体体积分数之和≤15%。中等强度热轧贝氏体钢轨产品的性能需满足:抗拉强度为1180MPa-1280MPa、屈强比≤0.80、A≥14%。其中,A表示断裂拉伸率,指试样拉伸断裂后标距段的总变形ΔL与原标距长度L之比的百分数。本发明在一定程度上通过降低贝氏体钢轨的屈强比,提高了钢轨的韧性,使钢轨具有更高的延伸率。
以下详述本发明中炼钢原料的成分和配比的选取原理:
碳(C)是贝氏体钢获得良好强韧性匹配和综合力学性能的重要元素。在本发明的成分体系下,当碳含量的质量百分比低于0.15%时,钢轨强度的质量百分比会低于1080MPa,无法获得钢轨所需的强化效果,且显微组织中先共析铁素体的质量百分比比例会超过15%,不易达到本发明中“贝氏体铁素体体积分数/先共析铁素体体积分数≥5”的要求;当碳含量的质量百分比高于0.20%时,钢的强度太高,不符合本发明中“抗拉强度为1180MPa-1280MPa”的要求。因此,碳含量的质量百分比限定在0.15%-0.20%。
硅(Si)在钢中的主要作用是作为强化基体固溶于铁素体中。在本发明的成分体系下,当硅含量的质量百分比低于1.20%时,钢中固溶量偏低,且无法充分抑制碳化物的析出;当硅含量的质量百分比高于1.40%时,碳化物析出已被充分抑制,进一步提高硅含量易使钢轨表面产生缺陷。因此,硅含量的质量百分比限定在1.20%-1.40%。
锰(Mn)能够显著降低贝氏体组织开始转变温度,是贝氏体钢中获得细化的贝氏体铁素体板条的重要合金化元素。在本发明的成分体系下,当锰含量的质量百分比低于1.60%时,无法实现本发明中“贝氏体铁素体体积分数/先共析铁素体体积分数≥5”的要求;当锰含量的质量百分比高于1.90%时,将增加室温条件下马氏体组织的比例,同时局部微区偏析冷却至室温后易形成马氏体,无法实现本发明中“残留奥氏体+马氏体体积分数之和≤15%”的要求。因此,锰含量的质量百分比限定在1.60%-1.90%。
铬(Cr)在钢中的作用是可增加钢的淬透性并改善钢的耐磨损性能。在本发明的成分体系下轧后空冷,当铬含量的质量百分比低于0.70%时,钢轨的耐磨损性能偏低,且抗拉强度无法达到1180MPa;当铬含量的质量百分比高于0.90%,钢中马氏体比例进一步提高,无法实现本发明中“残留奥氏体+马氏体体积分数之和≤15%”的要求,同时钢轨强度会过高。因此,铬含量的质量百分比限定在0.70%-0.90%。
钼(Mo)是热轧空冷条件下获得贝氏体组织的有效元素,能够有效降低贝氏体开始转变温度,稳定和强化贝氏体组织。在本发明的成分体系下,当钼含量的质量百分比低于0.30%时,难以达到上述效果;当钼含量的质量百分比高于0.50%时,对进一步促进贝氏体转变的作用有限,同时Mo属于昂贵合金,其在钢中的作用充分发挥的条件下不宜过多添加。因此,钼含量的质量百分比限定在0.30%-0.50%。
镍(Ni)是扩大并稳定奥氏体相区的重要元素,也是热轧空冷条件下提高钢轨韧塑性的有效元素。在本发明成分体系下,当镍含量的质量百分比低于0.50%时,对韧塑性的提升效果有限,同时回火处理后残留奥氏体的稳定性不佳;当镍含量的质量百分比高于0.70%时,进一步提高含量对提高钢轨的韧塑性作用有限;同时,镍也属于昂贵合金,在钢中的作用充分发挥的条件下不宜过多添加。因此,镍含量的质量百分比限定在0.50%-0.70%。
钒(V)作为晶粒细化元素添加到钢中可进一步细化贝氏体铁素体板条,同步提高钢轨的强硬度与韧塑性指标。在本发明的成分体系下,当钒含量的质量百分比高于0.05%时,将恶化钢轨的冲击韧性,不利于钢轨获得更高的耐接触疲劳性能。因此,钒含量的质量百分比限定在≤0.05%。
此外,在本发明的成分体系下轧后空冷,当Mn+Ni含量的质量百分比低于0.90%时,轧后空冷条件下钢中将析出较大比例先共析铁素体,无法实现本发明“贝氏体铁素体<80%且贝氏体铁素体体积分数/先共析铁素体体积分数≥5”的要求。因此,Mo+Ni含量的质量百分比需不低于0.90%。
以下详述本发明中温控处理中各参数的设定原理:
当钢轨在回火炉中的温度高于380℃时,钢轨温度接近脆性转变区温度,钢轨的强度及冲击韧性将大幅降低。显微组织检验也表明,原本应保留至室温的板条状贝氏体铁素体此时出现多边形化趋势;如果钢轨进入回火炉的温度低于300℃,钢轨的韧塑性指标提升不显著,不利于获得性能优良的贝氏体钢轨。因此,回火温度设定为300-380℃。
当回火时间低于6h,钢轨轨头部位回火处理不充分,存在轨头心部的未回火的硬质相在轮轨多向应力作用下易萌生裂纹,降低钢轨疲劳寿命;当回火时间高于10h,回火工序目的已达到,继续延长处理时间已无显著益处。回火处理后,将钢轨取出空冷至室温即得到成品钢轨。因此,回火时间设定为6-10h。
下面通过具体的实施例和对比例对本发明进行具体的说明。
实施例1
该实施例是运用本发明提供的一种中等强度热轧贝氏体钢轨制造方法,制造中等强度热轧贝氏体钢轨。
(1)原料冶炼:对炼钢原料进行冶炼处理,得到钢坯;其中,炼钢原料的成分按质量百分比计包括:C:0.17%、Si:1.25%、Mn:1.60%、P:0.013%、S:0.006%、Cr:0.90%、Mo:0.39%、Ni:0.70%、V:0.05%;
(2)钢坯轧制:将钢坯轧制为60kg/m的断面钢轨;
(3)钢轨温控处理:将断面钢轨加热到319℃,然后保温9.2h,得到中等强度热轧贝氏体钢轨产品。
对采用该工艺制造出的钢轨进行力学性能和组织结构的检验测试,测试结果如表3所示。其中,力学性能测试结果如下:屈服强度Rp0.2为922MPa,抗拉强度Rm为1246MPa,断裂延伸率A为16.0%,断面收缩率Z为62%,屈强比为0.74,冲击吸收能量为98kU2/J;组织结构测试结果如下:贝氏体铁素体比例为76%、先共析铁素体比例为14%、贝氏体铁素体/先共析铁素体5.4、残余奥氏体比例6.8%、马氏体比例3.2%。可以得到的是,该实施例制造的钢轨成分和性能均符合本发明对所制造的中等强度热轧贝氏体钢轨产品的要求。
实施例2
该实施例是运用本发明提供的一种中等强度热轧贝氏体钢轨制造方法,制造中等强度热轧贝氏体钢轨。
(1)原料冶炼:对炼钢原料进行冶炼处理,得到钢坯;其中,炼钢原料的成分按质量百分比计包括:C:0.17%、Si:1.20%、Mn:1.73%、P:0.011%、S:0.003%、Cr:0.84%、Mo:0.30 %、Ni:0.62%、V:0.04%;
(2)钢坯轧制:将钢坯轧制为60kg/m的断面钢轨;
(3)钢轨温控处理:将断面钢轨加热到300℃,然后保温10.0h,得到中等强度热轧贝氏体钢轨产品。
对采用该工艺制造出的钢轨进行力学性能和组织结构的检验测试,测试结果如表3所示。其中,力学性能测试结果如下:屈服强度Rp0.2为936MPa,抗拉强度Rm为1215MPa,断裂延伸率A为17.0%,断面收缩率Z为68%,屈强比为0.77,冲击吸收能量为88kU2/J;组织结构测试结果如下:贝氏体铁素体比例为75%、先共析铁素体比例为12%、贝氏体铁素体/先共析铁素体6.3、残余奥氏体比例8.9%、马氏体比例4.1%。可以得到的是,该实施例制造的钢轨成分和性能均符合本发明对所制造的中等强度热轧贝氏体钢轨产品的要求。
实施例3
该实施例是运用本发明提供的一种中等强度热轧贝氏体钢轨制造方法,制造中等强度热轧贝氏体钢轨。
(1)原料冶炼:对炼钢原料进行冶炼处理,得到钢坯;其中,炼钢原料的成分按质量百分比计包括:C:0.15%、Si:1.33%、Mn:1.84%、P:0.009%、S:0.004%、Cr:0.89%、Mo:0.42%、Ni:0.50%、V:0.03%;
(2)钢坯轧制:将钢坯轧制为60kg/m的断面钢轨;
(3)钢轨温控处理:将断面钢轨加热到346℃,然后保温7.9h,得到中等强度热轧贝氏体钢轨产品。
对采用该工艺制造出的钢轨进行力学性能和组织结构的检验测试,测试结果如表3所示。其中,力学性能测试结果如下:屈服强度Rp0.2为944MPa,抗拉强度Rm为1180MPa,断裂延伸率A为16.0%,断面收缩率Z为60%,屈强比为0.80,冲击吸收能量为96kU2/J;组织结构测试结果如下:贝氏体铁素体比例为72%、先共析铁素体比例为13%、贝氏体铁素体/先共析铁素体5.5、残余奥氏体比例12.3%、马氏体比例2.7%。可以得到的是,该实施例制造的钢轨成分和性能均符合本发明对所制造的中等强度热轧贝氏体钢轨产品的要求。
实施例4
该实施例是运用本发明提供的一种中等强度热轧贝氏体钢轨制造方法,制造中等强度热轧贝氏体钢轨。
(1)原料冶炼:对炼钢原料进行冶炼处理,得到钢坯;其中,炼钢原料的成分按质量百分比计包括:C:0.16%、Si:1.40%、Mn:1.80%、P:0.012%、S:0.004%、Cr:0.77%、Mo:0.47%、Ni:0.58%、V:0.05%;
(2)钢坯轧制:将钢坯轧制为60kg/m的断面钢轨;
(3)钢轨温控处理:将断面钢轨加热到380℃,然后保温6h,得到中等强度热轧贝氏体钢轨产品。
对采用该工艺制造出的钢轨进行力学性能和组织结构的检验测试,测试结果如表3所示。其中,力学性能测试结果如下:屈服强度Rp0.2为863MPa,抗拉强度Rm为1198MPa,断裂延伸率A为16.5%,断面收缩率Z为64%,屈强比为0.72,冲击吸收能量为94kU2/J;组织结构测试结果如下:贝氏体铁素体比例为72%、先共析铁素体比例为13%、贝氏体铁素体/先共析铁素体6.0、残余奥氏体比例12.3%、马氏体比例2.7%。可以得到的是,该实施例制造的钢轨成分和性能均符合本发明对所制造的中等强度热轧贝氏体钢轨产品的要求。
实施例5
该实施例是运用本发明提供的一种中等强度热轧贝氏体钢轨制造方法,制造中等强度热轧贝氏体钢轨。
(1)原料冶炼:对炼钢原料进行冶炼处理,得到钢坯;其中,炼钢原料的成分按质量百分比计包括:C:0.18%、Si:1.39%、Mn:1.90%、P:0.012%、S:0.005%、Cr:0.70%、Mo:0.50%、Ni:0.60%、V:0.04%;
(2)钢坯轧制:将钢坯轧制为60kg/m的断面钢轨;
(3)钢轨温控处理:将断面钢轨加热到333℃,然后保温8.6h,得到中等强度热轧贝氏体钢轨产品。
对采用该工艺制造出的钢轨进行力学性能和组织结构的检验测试,测试结果如表3所示。其中,力学性能测试结果如下:屈服强度Rp0.2为976MPa,抗拉强度Rm为1267MPa,断裂延伸率A为17.0%,断面收缩率Z为68%,屈强比为0.77,冲击吸收能量为96kU2/J;组织结构测试结果如下:贝氏体铁素体比例为77%、先共析铁素体比例为12%、贝氏体铁素体/先共析铁素体6.4、残余奥氏体比例7.6%、马氏体比例3.4%。可以得到的是,该实施例制造的钢轨成分和性能均符合本发明对所制造的中等强度热轧贝氏体钢轨产品的要求。
实施例6
该实施例是运用本发明提供的一种中等强度热轧贝氏体钢轨制造方法,制造中等强度热轧贝氏体钢轨。
(1)原料冶炼:对炼钢原料进行冶炼处理,得到钢坯;其中,炼钢原料的成分按质量百分比计包括:C:0.20%、Si:1.29%、Mn:1.76%、P:0.010%、S:0.003%、Cr:0.73%、Mo:0.41%、Ni:0.67%、V:0.02%;
(2)钢坯轧制:将钢坯轧制为60kg/m的断面钢轨;
(3)钢轨温控处理:将断面钢轨加热到372℃,然后保温6.8h,得到中等强度热轧贝氏体钢轨产品。
对采用该工艺制造出的钢轨进行力学性能和组织结构的检验测试,测试结果如表3所示。其中,力学性能测试结果如下:屈服强度Rp0.2为960MPa,抗拉强度Rm为1280MPa,断裂延伸率A为16.5%,断面收缩率Z为68%,屈强比为0.75,冲击吸收能量为99kU2/J;组织结构测试结果如下:贝氏体铁素体比例为79%、先共析铁素体比例为13%、贝氏体铁素体/先共析铁素体6.1、残余奥氏体比例5.0%、马氏体比例3.0%。可以得到的是,该实施例制造的钢轨成分和性能均符合本发明对所制造的中等强度热轧贝氏体钢轨产品的要求。
为清楚起见,下面在表1中列出了上述六组实施例以及另外三个对比例中在冶炼步骤的原料成分及配比。在表2中列出了上述六组实施例以及另外三个对比例在温控处理步骤保温的温度和时间。在表3中提供了上述六组实施例以及另外三个对比例在成品后的力学性能与组织结构测试结果。
表1 本发明六组实施例及对三组对比例在冶炼步骤的原料成分及配比
表2 本发明中六组实施例及三组对比例在温控处理步骤保温的温度和时间
表3 本发明六组实施例与三组对比例成品后的力学性能与组织结构测试结果
从以上表1、表2和表3中可以看出:六组实施例的成品组织结构均满足:贝氏体铁素体的质量百分比<80%、贝氏体铁素体体积分数/先共析铁素体体积分数≥5、残留奥氏体+马氏体体积分数之和≤15%。,成品力学性能满足:抗拉强度为1180MPa-1280MPa、屈强比≤0.80、A≥14%。而三组对比例成品的组织结构不满足本发明“贝氏体铁素体体积分数/先共析铁素体体积分数≥5”的要求,成品力学性能不满足本发明“屈强比≤0.80”的要求。能够明白的是,三组对比例的钢轨成品屈强比过高,从而导致钢轨韧性不足;而本发明的六组实施例在一定程度上通过降低贝氏体钢轨的屈强比,提高了钢轨的韧性,使钢轨具有更高的延伸率。延长了触疲劳伤损突出路段的钢轨寿命,并保证了钢轨的服役安全性。
以上实施例仅表达了本发明的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (5)
1.一种中等强度热轧贝氏体钢轨制造方法,其特征在于,所述中等强度热轧贝氏体钢轨的制造方法包括以下步骤:
(1)原料冶炼:对炼钢原料进行冶炼处理,得到钢坯;其中,所述炼钢原料的成分按质量百分比计包括:C:0.15%-0.20%、Si:1.20-1.40%、Mn:1.60%-1.90%、Cr:0.70%-0.90%、Mo:0.30%-0.50%、Ni:0.50%-0.70%、Mo+Ni≥0.90%,V≤0.05%,其余为Fe和其他不可避免的杂质;
(2)钢坯轧制:将所述钢坯轧制为50-75kg/m的断面钢轨;
(3)钢轨温控处理:将所述断面钢轨加热至300-380℃后保温6-10h,然后冷至室温后得到中等强度热轧贝氏体钢轨产品;
其中,所述中等强度热轧贝氏体钢轨产品的成分满足:所述中等强度热轧贝氏体钢轨的组织由以下组成,贝氏体铁素体的质量百分比<80%、5≤贝氏体铁素体体积分数/先共析铁素体体积分数≤6.4、8.0%≤残留奥氏体+马氏体体积分数之和≤15.0%;以及
所述中等强度热轧贝氏体钢轨产品的性能满足:抗拉强度为1180MPa-1280MPa、屈强比≤0.80、A≥14%。
2.根据权利要求1所述的中等强度热轧贝氏体钢轨制造方法,其特征在于,所述杂质的成分按质量百分比计包括:P≤0.013、S≤0.006。
3.根据权利要求1所述的中等强度热轧贝氏体钢轨制造方法,其特征在于,所述对炼钢原料进行冶炼处理包括以下步骤:
将所述炼钢原料加入转炉和/或电炉进行冶炼;
冶炼结束后,加入钢包精炼炉进行精炼;
精炼结束后,通过钢液真空提升脱气法和/或钢液真空循环脱气法进行真空处理;
真空处理结束后,浇铸为断面连铸坯;
将所述断面连铸坯加入步进式加热炉进行加热并保温。
4.根据权利要求1所述的中等强度热轧贝氏体钢轨制造方法,其特征在于,将所述钢坯轧制为预设重量的断面钢轨之后,包括:
将所述断面钢轨置于冷床上空冷至室温,进行开展平立复合矫直和/或探伤机定尺加工。
5.一种中等强度热轧贝氏体钢轨,其特征在于,所述中等强度热轧贝氏体钢轨通过上述权利要求1-4中任意一项所述的中等强度热轧贝氏体钢轨制造方法制造而成。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210905161.XA CN115261704B (zh) | 2022-07-29 | 2022-07-29 | 中等强度热轧贝氏体钢轨制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210905161.XA CN115261704B (zh) | 2022-07-29 | 2022-07-29 | 中等强度热轧贝氏体钢轨制造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115261704A CN115261704A (zh) | 2022-11-01 |
CN115261704B true CN115261704B (zh) | 2023-01-24 |
Family
ID=83770325
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210905161.XA Active CN115261704B (zh) | 2022-07-29 | 2022-07-29 | 中等强度热轧贝氏体钢轨制造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115261704B (zh) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100494451C (zh) * | 2005-03-30 | 2009-06-03 | 宝山钢铁股份有限公司 | 屈服强度960MPa以上超高强度钢板及其制造方法 |
JP4716332B2 (ja) * | 2006-12-21 | 2011-07-06 | 株式会社神戸製鋼所 | 伸びフランジ性及び表面性状に優れた熱延鋼板並びにその製造方法 |
EP1990431A1 (fr) * | 2007-05-11 | 2008-11-12 | ArcelorMittal France | Procédé de fabrication de tôles d'acier laminées à froid et recuites à très haute résistance, et tôles ainsi produites |
JP5483859B2 (ja) * | 2008-10-31 | 2014-05-07 | 臼井国際産業株式会社 | 焼入性に優れた高強度鋼製加工品及びその製造方法、並びに高強度かつ耐衝撃特性及び耐内圧疲労特性に優れたディーゼルエンジン用燃料噴射管及びコモンレールの製造方法 |
CN103160736B (zh) * | 2011-12-14 | 2015-09-02 | 鞍钢股份有限公司 | 一种高强度贝氏体钢轨及其热处理工艺 |
-
2022
- 2022-07-29 CN CN202210905161.XA patent/CN115261704B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115261704A (zh) | 2022-11-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102220545B (zh) | 耐磨性和塑性优良的高碳高强热处理钢轨及其制造方法 | |
CN106544590B (zh) | 1000MPa级高韧性高性能均匀性易焊接特厚钢板及其制造方法 | |
CN106521315B (zh) | 一种高强度高韧性重载列车车轮用钢及其热处理方法 | |
CN112981239B (zh) | 一种调质低碳合金钢及其制造方法 | |
CN112301205B (zh) | 一种高屈强比珠光体钢轨及其制备方法 | |
CN114015945B (zh) | 一种具有均匀硬度梯度的贝氏体钢轨及其生产方法 | |
CN113637915B (zh) | 一种Nb-Ti-B微合金化渗碳齿轮钢及其制备方法 | |
CN107130172B (zh) | 布氏硬度400hbw级整体硬化型高韧性易焊接特厚耐磨钢板及其制造方法 | |
US20240052470A1 (en) | Non-quenched and Tempered Round Steel with High Strength, High Toughness and Easy Cutting and Manufacturing Method Therefor | |
CN110607488A (zh) | 一种高速铁路用在线热处理钢轨及其制造方法 | |
CN106521343A (zh) | 一种超高强度铝合金化超高碳车轮用钢及其热处理方法 | |
CN114517254B (zh) | 一种船舶用耐低温球扁钢及其制备方法 | |
CN109518090B (zh) | 一种辙叉心轨用贝氏体钢及其制造方法 | |
CN108048741A (zh) | 热轧贝氏体钢轨及其制备方法 | |
CN115505713B (zh) | 一种降低百米在线热处理贝氏体钢轨残余应力的热处理工艺 | |
CN115261704B (zh) | 中等强度热轧贝氏体钢轨制造方法 | |
CN102732804A (zh) | 一种贝氏体钢辙叉及其轧制后三段冷却制造方法 | |
CN115233503A (zh) | 一种具有高屈服强度的中等强度钢轨及其生产方法 | |
JP2001003140A (ja) | 靭性および延性に優れた高強度パーライト系レールおよびその製造方法 | |
AU2017204403B2 (en) | A turnout rail and preparation method thereof | |
CN115572891B (zh) | 一种美工刀片用屈服强度420MPa级冷轧退火钢带 | |
AU2021302317B2 (en) | Rail having excellent fatigue crack propagation resistance characteristics, and method for producing same | |
CN115287541B (zh) | 一种高碳高韧性重载车轮钢及车轮生产方法 | |
CN112522611B (zh) | 一种大轴重货运列车用车轴及其热处理工艺和生产工艺 | |
CN117144111A (zh) | 全断面抗拉强度分布均匀的珠光体钢轨及其生产方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |