CN115449605A - 一种提高珠光体钢轨低温韧性的回火工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高珠光体钢轨低温韧性的回火工艺，所述钢轨回火工艺为：经热处理工艺冷却后的钢轨从室温加热至150℃～200℃，保温时长60分钟～240分钟。然后自然空冷。本发明的目的是提供一种提高珠光体钢轨低温韧性的回火工艺，提高钢轨冲击韧性，性能稳定和均匀化。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高珠光体钢轨低温韧性的回火工艺。
背景技术
钢轨作为铁路用主要材料，性能指标主要为强度和耐磨硬度。随着我国铁路的运输发展，对钢轨材料的韧性要求越来越重要，尤其北方低温地区，钢轨长时间在低温环境下服役可能会出现脆断问题，直接影响铁路运输的安全。一般钢轨材料碳含量在0.70％以上，通过高的碳含量来达到材料的强度和硬度，满足铁路用的耐磨性和服役性，并通过在线热处理工艺的发展，进一步通过工艺来提高材料的性能，增强钢轨的服役寿命，但钢轨的生产工艺还没有突破传统的工艺，所以目前珠光体钢轨的低温韧性没有大的变化，冲击功常温钢轨冲击功基本为8～14J，-40℃冲击功范围5～12J之间。因此，设计新成分、优化工艺和增加措施获得高强钢轨且低温性能优异，为将来我国低温地区铁路使用钢轨具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高珠光体钢轨低温韧性的回火工艺，提高钢轨冲击韧性，性能稳定和均匀化。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种提高珠光体钢轨低温韧性的回火工艺，所述钢轨回火工艺为：经热处理工艺冷却后的钢轨从室温加热至150℃～200℃，保温时长60分钟～240分钟，然后自然空冷。
进一步的，所述热处理工艺为：在线余热淬火冷却介质为纯风或风雾混合介质；钢轨开始余热热处理温度为720℃～820℃，第一阶段对钢轨轨头顶面、两侧、及轨距角下颚、轨底处强冷却；实际冷却段冷却速度3℃/s～6℃/s，冷却时长40s～80s，钢轨冷却后轨头表面温度590℃～650℃；第二阶段弱冷，对钢轨顶面、轨头两侧、轨距角下颚、轨底冷却，冷速0.5℃/s～2.5℃/s，冷却时长60s～100s；冷却后后出口轨头温度为450℃～550℃，后自然空冷至室温。
进一步的，所述钢轨的生产工艺主要为：方坯→加热→BD1轧制→BD2轧制→CCS万能轧机连轧→在线余热淬火→回火；其方坯加热预热段温度不大于800℃；加热时长不小于3小时15分钟。出炉温度为不低于1150℃，开轧温度≥1100℃，终轧温度900～950℃。
进一步的，所述钢轨质量百分的化学成分为：C 0.50～0.68；Si 0.15～0.60；Mn0.40～1.00；P≤0.025；S≤0.025；Cr0.05～0.45；Ni0.04～0.20；其余为Fe，质量分数共计为100％。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
本发明过低温回火，进一步提高钢轨冲击韧性，性能稳定和均匀化。
具体实施方式
制备钢轨材料的化学成分各实施例化学成分如表1所示。
表1各实施例成分(质量百分数/％)
钢轨热处理工艺具体实施例如表2所示。
表2钢轨材料热处理工艺实施例
回火后钢材试样性能：其中拉伸试样规格为，直径d0＝10mm，标距Lo＝5do。轨头顶面磨去0.5mm，测试点5个，进行布氏硬度测试，计算平均值，试验温度为20℃土5℃，以上试样取样方法和位置及尺寸按照TB/T2344-2012标准。冲击取样按照GB/T229-2007，取样位置在踏面中心，方向为纵向，尺寸为10mm×10mm×50mm，为AKU2型缺口。实验结果如表3所示。
表3各实施例力学性能
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 (4)
1.一种提高珠光体钢轨低温韧性的回火工艺，其特征在于，所述钢轨回火工艺为：经热处理工艺冷却后的钢轨从室温加热至150℃～200℃，保温时长60分钟～240分钟，然后自然空冷。
2.根据权利要求1所述的提高珠光体钢轨低温韧性的回火工艺，其特征在于，所述热处理工艺为：在线余热淬火冷却介质为纯风或风雾混合介质；钢轨开始余热热处理温度为720℃～820℃，第一阶段对钢轨轨头顶面、两侧、及轨距角下颚、轨底处强冷却；实际冷却段冷却速度3℃/s～6℃/s，冷却时长40s～80s，钢轨冷却后轨头表面温度590℃～650℃；第二阶段弱冷，对钢轨顶面、轨头两侧、轨距角下颚、轨底冷却，冷速0.5℃/s～2.5℃/s，冷却时长60s～100s；冷却后后出口轨头温度为450℃～550℃，后自然空冷至室温。
3.根据权利要求1所述的提高珠光体钢轨低温韧性的回火工艺，其特征在于，所述钢轨的生产工艺主要为：方坯→加热→BD1轧制→BD2轧制→CCS万能轧机连轧→在线余热淬火→回火；其方坯加热预热段温度不大于800℃；加热时长不小于3小时15分钟。出炉温度为不低于1150℃，开轧温度≥1100℃，终轧温度900～950℃。
4.根据权利要求1所述的提高珠光体钢轨低温韧性的回火工艺，其特征在于，所述钢轨质量百分的化学成分为：C 0.50～0.68；Si 0.15～0.60；Mn0.40～1.00；P≤0.025；S≤0.025；Cr0.05～0.45；Ni0.04～0.20；其余为Fe，质量分数共计为100％。
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