CN117904515A - 一种出口铁路用高强耐蚀钢轨制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种出口铁路用高强耐蚀钢轨制备方法，所述钢轨质量百分比的化学成分为：C 0.55～0.70％；Si 0.30～0.75％；Mn 0.65～1.25％；P≤0.035％；S≤0.025％；Cr 0.10～0.45％；Cu 0.15～0.40％；Nb 0.03～0.08％；其余为Fe及杂质，质量分数共计为100％；其制备工艺包括：炼钢生产工艺；钢轨轧制工艺；终轧后预弯采用大步距排列，钢轨步距间距500‑650mm，冷床123秒为步进周期；冷却时长2小时‑2小时30分钟；钢轨矫直温度不超过60℃。本发明的目的是冶炼具有良好强度和韧性配比及优异的耐磨耐蚀钢轨，使其可应用高寒地区环境中。
Description
技术领域
本发明涉及冶金材料领域，尤其涉及一种出口铁路用高强耐蚀钢轨制备方法。
背景技术
东南亚地区地处热带雨林气候，常年雨量大，且修建铁路靠近海洋，钢轨服役过程中必然遭受腐蚀，会影响钢轨运行的安全性。目前国内外有关研究耐蚀方面钢轨已在线路使用，相比较钢中主要加入高的耐蚀合金元素，产品相对应韧性和耐磨性未有显著提高。因此，面向东南亚、沿海地区和国家雨季多、潮湿等环境，开发高强耐腐蚀钢轨具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种出口铁路用高强耐蚀钢轨制备方法，冶炼具有良好强度和韧性配比及优异的耐磨耐蚀钢轨，使其可应用高寒地区环境中。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种出口铁路用高强耐蚀钢轨制备方法，所述钢轨质量百分比的化学成分为：C 0.55～0.70％；Si 0.30～0.75％；Mn 0.65～1.25％；P≤0.035％；S≤0.025％；Cr0.10～0.45％；Cu 0.15～0.40％；Nb 0.03～0.08％；其余为Fe及杂质，质量分数共计为100％；其制备工艺包括：
炼钢生产工艺：铁水→转炉冶炼→LF精炼→VD→连铸；转炉冶炼采用硅钙钡脱氧，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℃；
钢轨轧制工艺：方坯→锯切→加热→BD1轧制→BD2轧制→CCS万能轧机连轧→在线余热淬火→锯切→冷却→切头尾→矫直→检查→包装→过磅→入库；其方坯加热预热段温度不大于900℃；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910～940℃；
终轧后预弯采用大步距排列，钢轨步距间距500-650mm，冷床123秒为步进周期；冷却时长2小时-2小时30分钟；保证钢轨最终组织为少量的铁素体+珠光体组织，钢轨矫直温度不超过60℃。
进一步的，所述钢轨质量百分比的化学成分为：C 0.66％；Si 0.42％；Mn 0.85％；P 0.023％；S 0.010％；Cr 0.25％；Cu 0.33％；Nb 0.03％；其余为Fe及杂质，质量分数共计为100％。
进一步的，所述钢轨质量百分比的化学成分为：C 0.64％；Si 0.44％；Mn 0.95％；P 0.021％；S 0.011％；Cr 0.23％；Cu 0.35％；Nb 0.04％；其余为Fe及杂质，质量分数共计为100％。
进一步的，所述钢轨质量百分比的化学成分为：C 0.67％；Si 0.50％；Mn 0.93％；P 0.019％；S 0.013％；Cr 0.26％；Cu 0.39％；Nb 0.03％；其余为Fe及杂质，质量分数共计为100％。
进一步的，-40℃冲击功AKU2≥10J。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
本发明通过合理设计成分和钢轨中加入最优的Cu、Cr、Nb合金元素，在此轧制工艺下能提高钢轨的抗拉强度、伸长率、踏面硬度耐蚀、韧性等性能。用其生产的钢轨，具有很好的抗拉强度、踏面硬度和冲击功。本发明的耐蚀钢轨具有独特的生产工艺，生产效率高、节能环保，经济效益好，适合于大规模生产，具有良好的推广价值。
具体实施方式
一种出口铁路用高强耐蚀钢轨制备方法，包括：
钢材的冶炼生产工艺：铁水→转炉冶炼→LF精炼→VD→连铸。转炉冶炼采用硅钙钡氧合金化，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℃。各实例化学成分如表1所示。
表1各实例成分(质量百分数/％)
轧制工艺为：方坯→锯切→加热→BD1轧制→BD2轧制→CCS万能轧机连轧→在线余热淬火→锯切→冷却→切头尾→矫直→检查→包装→过磅→入库。其方坯加热预热段温度不大于900℃；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910～940℃。
终轧后预弯采用大步距排列，钢轨步距间距500～650mm，冷床123秒为步进周期；冷却时长2小时～2小时30分钟。保证钢轨最终组织为少量的铁素体+珠光体组织，钢轨矫直温度不超过60℃。
轧制后钢材试样性能：其中拉伸试样规格为，直径d0＝10mm，标距Lo＝5do。踏面硬度在钢轨上随机取样，试样长度250mm，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。耐蚀性与生产的U71MnH钢轨进行盐雾腐蚀实验对比；实验结果如表2所示。
表2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)
1.一种出口铁路用高强耐蚀钢轨制备方法，其特征在于，所述钢轨质量百分比的化学成分为：C 0.55～0.70％；Si 0.30～0.75％；Mn 0.65～1.25％；P≤0.035％；S≤0.025％；Cr 0.10～0.45％；Cu 0.15～0.40％；Nb 0.03～0.08％；其余为Fe及杂质，质量分数共计为100％；其制备工艺包括：
炼钢生产工艺：铁水→转炉冶炼→LF精炼→VD→连铸；转炉冶炼采用硅钙钡脱氧，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℃；
钢轨轧制工艺：方坯→锯切→加热→BD1轧制→BD2轧制→CCS万能轧机连轧→在线余热淬火→锯切→冷却→切头尾→矫直→检查→包装→过磅→入库；其方坯加热预热段温度不大于900℃；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910～940℃；
终轧后预弯采用大步距排列，钢轨步距间距500-650mm，冷床123秒为步进周期；冷却时长2小时-2小时30分钟；保证钢轨最终组织为少量的铁素体+珠光体组织，钢轨矫直温度不超过60℃。
2.根据权利要求1所述的出口铁路用高强耐蚀钢轨制备方法，其特征在于，所述钢轨质量百分比的化学成分为：C 0.66％；Si 0.42％；Mn 0.85％；P 0.023％；S 0.010％；Cr0.25％；Cu 0.33％；Nb 0.03％；其余为Fe及杂质，质量分数共计为100％。
3.根据权利要求1所述的出口铁路用高强耐蚀钢轨制备方法，其特征在于，所述钢轨质量百分比的化学成分为：C 0.64％；Si 0.44％；Mn 0.95％；P 0.021％；S 0.011％；Cr0.23％；Cu 0.35％；Nb 0.04％；其余为Fe及杂质，质量分数共计为100％。
4.根据权利要求1所述的出口铁路用高强耐蚀钢轨制备方法，其特征在于，所述钢轨质量百分比的化学成分为：C 0.67％；Si 0.50％；Mn 0.93％；P 0.019％；S 0.013％；Cr0.26％；Cu 0.39％；Nb 0.03％；其余为Fe及杂质，质量分数共计为100％。
5.根据权利要求1所述的出口铁路用高强耐蚀钢轨制备方法，其特征在于，-40℃冲击功AKU2≥10J。
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