CN115807195A - 一种热轧高强稀土钢轨及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热轧高强稀土钢轨，其质量百分的化学成分：C0.71～0.81％；Si0.50～0.80％；Mn0.80～1.1％；P≤0.025％；S≤0.025％；Cr0.25～0.35％；V0.04～0.08％；稀土加入为稀土铁合金合金，加入量为0.0001～0.0010％；其余为Fe，质量分数共计为100％。还公布了其制备工艺。本发明的钢轨加入稀土合金且的稀土合金在VD工序加入，可改善钢轨内部纯净度和钢轨强韧性，提高钢轨在线路服役的寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种热轧高强稀土钢轨及其制备工艺。
背景技术
随着我国经济发展，铁路运营量也逐年增加。这就要求钢轨具有优异的性能和长寿命的服役要求。作为铁路用主要材料，提升钢轨性能指标是研究者不断工作的内容和方向。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，但热处理钢轨的生产成本高，相对采购价格高，因此很多线路铺设的钢轨为热轧钢轨。结合线路服役要求和使用寿命，硬度310HB以上高强热轧钢轨成为标准中最高等级热轧钢轨。为了保证强度和硬度，同时需要优化高强钢轨化学成分，加入可细化材料微观组织的金属，如V、Ni等金属。但加入的合金元素也增加钢轨的合金成本，因此，通过加入微量的低廉稀土元素，在合理控制生产过程中工艺基础上，利用稀土作用，提高钢轨的综合性能，对增强企业经济效益和提高技术研究能力具有重要意义。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种热轧高强稀土钢轨及其制备工艺。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种热轧高强稀土钢轨，其质量百分的化学成分：C 0.71～0.81％；Si 0.50～0.80％；Mn 0.80～1.1％；P≤0.025％；S≤0.025％；Cr 0.25～0.35％；V 0.04～0.08％；稀土加入为稀土铁合金合金，加入量为0.0001～0.0010％；其余为Fe，质量分数共计为100％。
进一步的，其质量百分的化学成分：C 0.79％；Si 0.67％；Mn 1.03％；P 0.012％；S 0.008％；Cr 0.26％；V 0.06％；稀土加入为稀土铁合金合金，加入量为0.0006％；其余为Fe，质量分数共计为100％。
进一步的，其质量百分的化学成分：C 0.80％；Si 0.65％；Mn 1.05％；P 0.014％；S 0.006％；Cr 0.26％；V 0.06％；稀土加入为稀土铁合金合金，加入量为0.0005％；其余为Fe，质量分数共计为100％。
进一步的，其质量百分的化学成分：C 0.78％；Si 0.68％；Mn 1.01％；P 0.013％；S 0.004％；Cr 0.27％；V 0.07％；稀土加入为稀土铁合金合金，加入量为0.0004％；其余为Fe，质量分数共计为100％。
一种热轧高强稀土钢轨的制备工艺，包括：
炼钢生产工艺为：铁水→转炉冶炼→LF精炼→VD真空脱气→连铸；转炉冶炼采用无铝脱氧合金化，全过程按精炼正常吹氩；真空度≤0.10KPa，深真空时间≥18min，过热度ΔT≤30℃。在VD工序开始抽真空前加入稀土合金；连铸坯锯切后缓冷48小时；
钢轨轧制工艺主要为：方坯→加热→BD1轧制→BD2轧制→CCS万能轧机连轧→预弯冷却→矫直；其方坯加热预热段温度不大于900℃；加热时长不小于3小时。出炉温度为不低于1150℃，开轧温度≥1100℃，终轧温度910～940℃。预弯冷却开始温度850℃～900℃。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
本发明的钢轨加入稀土合金且的稀土合金在VD工序加入，可改善钢轨内部纯净度和钢轨强韧性，提高钢轨在线路服役的寿命。
具体实施方式
制备钢轨材料的化学成分各实例化学成分如表1所示。
表1各实例成分(质量百分数/％)
钢轨终轧和冷却工艺具体实例如表2所示。
表2钢轨材料冷却工艺实例
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℃，以上试样性能取样方法和位置及尺寸按照TB/T2344-2012标准。实验结果如表3所示。
表3各实例力学性能
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 (5)
1.一种热轧高强稀土钢轨，其特征在于，其质量百分的化学成分：C 0.71～0.81％；Si0.50～0.80％；Mn 0.80～1.1％；P≤0.025％；S≤0.025％；Cr 0.25～0.35％；V 0.04～0.08％；稀土加入为稀土铁合金合金，加入量为0.0001～0.0010％；其余为Fe，质量分数共计为100％。
2.根据权利要求1所述的热轧高强稀土钢轨，其特征在于，其质量百分的化学成分：C0.79％；Si 0.67％；Mn 1.03％；P 0.012％；S 0.008％；Cr 0.26％；V 0.06％；稀土加入为稀土铁合金合金，加入量为0.0006％；其余为Fe，质量分数共计为100％。
3.根据权利要求1所述的热轧高强稀土钢轨，其特征在于，其质量百分的化学成分：C0.80％；Si 0.65％；Mn 1.05％；P 0.014％；S 0.006％；Cr 0.26％；V 0.06％；稀土加入为稀土铁合金合金，加入量为0.0005％；其余为Fe，质量分数共计为100％。
4.根据权利要求1所述的热轧高强稀土钢轨，其特征在于，其质量百分的化学成分：C0.78％；Si 0.68％；Mn 1.01％；P 0.013％；S 0.004％；Cr 0.27％；V 0.07％；稀土加入为稀土铁合金合金，加入量为0.0004％；其余为Fe，质量分数共计为100％。
5.根据权利要求1所述的热轧高强稀土钢轨的制备工艺，其特征在于，炼钢生产工艺为：铁水→转炉冶炼→LF精炼→VD真空脱气→连铸；转炉冶炼采用无铝脱氧合金化，全过程按精炼正常吹氩；真空度≤0.10KPa，深真空时间≥18min，过热度ΔT≤30℃。在VD工序开始抽真空前加入稀土合金；连铸坯锯切后缓冷48小时；
钢轨轧制工艺主要为：方坯→加热→BD1轧制→BD2轧制→CCS万能轧机连轧→预弯冷却→矫直；其方坯加热预热段温度不大于900℃；加热时长不小于3小时。出炉温度为不低于1150℃，开轧温度≥1100℃，终轧温度910～940℃。预弯冷却开始温度850℃～900℃。
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