JP2000212693A - High strength pearlitic rail excellent in toughness and ductility and its production - Google Patents

High strength pearlitic rail excellent in toughness and ductility and its production

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JP2000212693A
JP2000212693A JP1119299A JP1119299A JP2000212693A JP 2000212693 A JP2000212693 A JP 2000212693A JP 1119299 A JP1119299 A JP 1119299A JP 1119299 A JP1119299 A JP 1119299A JP 2000212693 A JP2000212693 A JP 2000212693A
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Japan
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rail
toughness
pearlite structure
ductility
pearlite
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JP1119299A
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Japanese (ja)
Inventor
Daisuke Hiragami
大輔 平上
Koichi Uchino
耕一 内野
Kenichi Karimine
健一 狩峰
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a high strength pearlitic rail excellent in toughness and ductility in a cold district. SOLUTION: As to a high strength pearlitic rail excellent in toughness and ductility and its production, the rail has a compsn. contg., by weight, 0.55 to 1.20% C, 0.10 to 1.20% Si, 0.10 to 1.50% Mn, 0.002 to 0.035% S, 0.0004 to 0.02% Mg, and the balance Fe with inevitable impurities, and, at least the rail head part has a structure consisting substantially of pearlite in which Mg oxides having the size of 0.01 to 10 μm diameter are present by 500 to 100,000 in 1 mm2 in the optional cross-section in the pearlitic structure. By the addition of Mg into molten steel, fine Mg oxides are formed, and, by using the Mg oxides and MnS with the oxides as the nuclei, a high toughness rail satisfying Russian standards or the like can be obtd.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レール鋼のパーラ
イト組織を微細化して靭性および延性の向上を図った高
強度レールおよびその製造法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-strength rail in which the pearlite structure of rail steel is refined to improve toughness and ductility, and to a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、鉄道輸送は輸送効率向上のための
重積載化、輸送迅速化のための高速化が進められてお
り、レールの特性に対する要求が厳しくなっている。重
荷重鉄道では急曲線区間の耐磨耗性、耐頭部内部疲労損
傷性がより要求され、高速鉄道では主に直線区間の頭部
表面損傷によるレール取替割合の増加が問題となってい
る。これらに加えて、寒冷地の鉄道では冬季にレールク
ラック発生によるレール取替が集中しており、レール材
の靭性改善がレール寿命の延伸に必要な課題になってい
る。
2. Description of the Related Art At present, railway transportation is being increased in load for improving transportation efficiency and speeding up for speeding transportation, and the requirements for rail characteristics are becoming stricter. Heavy load railways require more abrasion resistance and head internal fatigue damage resistance in sharply curved sections, and high-speed railways have a problem of increasing the rate of rail replacement mainly due to head surface damage in straight sections. . In addition to this, in the cold region railways, rail replacement due to the occurrence of rail cracks is concentrated in the winter season, and improving the toughness of the rail material has become a necessary issue for extending the rail life.

【0003】輸送効率向上のための重積載化はレール頭
部の磨耗を促進し、また疲労損傷の増加により、レール
寿命が短くなってきている。この重荷重鉄道でのレール
短寿命化を改善するために、耐磨耗性の優れた高強度レ
ール鋼の技術開発が活発に行われてきた。その結果、曲
線区間ではほぼ高強度レールが使用されるようになっ
た。
[0003] Heavy loading for improving transport efficiency promotes wear of the rail head, and the life of the rail has been shortened due to increased fatigue damage. In order to improve the shortening of rail life in heavy-duty railways, technical development of high-strength rail steel with excellent wear resistance has been actively conducted. As a result, almost high-strength rails have been used in curved sections.

【0004】一方、レール鋼の耐磨耗性の向上ととも
に、本来磨耗によって削り取られるべき疲労ダメージ層
がレール頭表面や車輪フランジ付け根部が押し付けられ
るゲージ・コーナー(GC)表面に残存し、表面損傷生
成が認められるようになってきた。さらにレール鋼の耐
磨耗性の向上は、車輪荷重による応力集中をレールGC
内部の一点に固定させることになり、このレールGC内
部からの疲労損傷を増加させることとなった。このよう
なレールの耐頭部表面損傷性および耐内部疲労損傷性の
改善には、レール材の靭性および延性を向上させること
が重要である。
On the other hand, along with the improvement of the wear resistance of the rail steel, a fatigue damage layer, which should be originally scraped off by the wear, remains on the rail head surface or the gauge corner (GC) surface against which the root of the wheel flange is pressed. Generation has begun to be observed. Furthermore, the improvement of the abrasion resistance of the rail steel reduces the stress concentration caused by the wheel load by the rail GC.
It was fixed to one point inside, and the fatigue damage from inside the rail GC was increased. In order to improve the head surface damage resistance and the internal fatigue damage resistance of such a rail, it is important to improve the toughness and ductility of the rail material.

【0005】高強度レールの靭性および延性改善の方策
としては以下の方法が考えられる。 (1)普通圧延後、一旦室温まで冷却したレールを低温
度で再加熱した後加速冷却する方法。 (2)制御圧延によりオーステナイト粒を微細化した
後、レール頭部を加速冷却する方法。 (3)制御圧延した後、パーライト変態前で低温度に再
加熱し、その後加速冷却する方法。
The following methods can be considered as measures for improving the toughness and ductility of a high-strength rail. (1) A method in which, after ordinary rolling, a rail once cooled to room temperature is reheated at a low temperature and then acceleratedly cooled. (2) A method in which austenite grains are refined by controlled rolling and then the rail head is accelerated and cooled. (3) A method of reheating to a low temperature before controlled pearlite transformation after controlled rolling, and then accelerated cooling.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記方法の(1)で
は、例えば特開昭55−125321号公報に記載され
ているように、通常の加熱温度よりも低い850℃以下
の低温度に再加熱し、オーステナイト粒を細粒化するこ
とによって大幅に靭性および延性を改善しようとするも
のである。しかし、低温度で加熱し、かつレール頭部内
部まで加熱を深めようとすると、投入熱量を下げて長時
間加熱する必要があり、この熱処理のため生産性を阻害
し製造コストを高める難点がある。
In the above method (1), for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-125321, reheating is performed to a low temperature of 850 ° C. or lower, which is lower than a normal heating temperature. However, it is intended to significantly improve toughness and ductility by reducing the size of austenite grains. However, when heating at a low temperature and deepening the heating to the inside of the rail head, it is necessary to reduce the amount of heat input and perform heating for a long time. This heat treatment impairs productivity and raises manufacturing costs. .

【0007】また、(2)の方法は、例えば特開昭52
−138427号公報および特開昭52−138428
号公報に記載されているように、制御圧延によるオース
テナイト粒の細粒化で靭性・延性の向上を図ろうとする
ものである。しかし、大きな圧下力等が必要という圧延
機の能力あるいはレールの断面形状や長手方向の寸法精
度が容易に得られないという形状制御性の観点からも問
題を含んでいる。
The method (2) is described in, for example,
-138427 and JP-A-52-138428.
As described in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-107, an attempt is made to improve toughness and ductility by making austenite grains finer by controlled rolling. However, there are also problems from the viewpoint of the rolling mill's ability to require a large rolling force or the like, or the shape controllability in that the cross-sectional shape of the rail and the dimensional accuracy in the longitudinal direction cannot be easily obtained.

【0008】さらに(3)の方法は、例えば特公平4−
4371号公報に記載されているように、800℃以下
で5%以上の圧延を実施した後、再度750〜900℃
に加熱することによりオーステナイト粒を微細にし、靭
性および延性を改善しようとするものである。しかし、
この方法は圧延後に低温再加熱のための加熱炉を必要と
するため作業性、生産性、製造コスト等の問題がある。
The method (3) is described in, for example,
No. 4371, after rolling at 5% or more at 800 ° C. or less, again at 750 to 900 ° C.
In this case, the austenite grains are refined by heating to improve toughness and ductility. But,
Since this method requires a heating furnace for reheating at a low temperature after rolling, it has problems such as workability, productivity, and production cost.

【0009】またレール鋼の靭性・延性を改善する方法
としては、例えば特開平8−104946号、特開平8
−104947号公報および特開平8−109438号
公報に記載されているように、脱酸元素としてMgを添
加し、0.1〜10μmのMnSの個数が1mm2 あたり
600〜12000個存在する靭性・延性が優れた高強
度パーライト系レールがあり、この方法により靭性およ
び延性に優れたレールの製造が可能となった。しかし、
重荷重鉄道ではなお一層の重積載化および高速化の検討
がされており、さらに靭性および延性の特性を改善する
ことが要求されてきている。
Methods for improving the toughness and ductility of rail steel include, for example, JP-A-8-104946 and JP-A-8-104946.
As described in JP-A-104947 and JP-A-8-109438, Mg is added as a deoxidizing element, and the number of MnS of 0.1 to 10 μm is 600 to 12,000 per 1 mm 2. There is a high-strength pearlitic rail with excellent ductility, and this method has made it possible to produce a rail with excellent toughness and ductility. But,
In heavy-duty railways, further heavy load and higher speed are being studied, and further improvements in toughness and ductility properties have been demanded.

【0010】そこで本発明者らは、先ず、Mg酸化物の
生成を詳細に検討した。その結果、Mgを脱酸元素とし
て添加すると微細なMg酸化物が生成し、さらに二次脱
酸時に生成させると著しく微細にMg酸化物が生成する
こと、また、パーライト変態時のMg酸化物およびこの
Mg酸化物を核にして生成したMnSの影響について詳
細に検討した結果、前記の特開平8−104946号公
報、特開平8−104947号公報および特開平8−1
09438号公報で本出願人が明らかにした微細に分散
したMg酸化物を核に微細析出したMnSがオーステナ
イト粒の粗大化を抑制することに加えて、この微細に分
散したMg酸化物自身が粒成長抑制することでオーステ
ナイト粒をさらに微細な状態にし、粒界の変態サイトを
増加させパーライト組織が微細になることを見いだし
た。
Therefore, the present inventors first studied in detail the formation of Mg oxide. As a result, when Mg is added as a deoxidizing element, a fine Mg oxide is generated, and when it is generated at the time of secondary deoxidation, an extremely fine Mg oxide is generated. As a result of examining in detail the effect of MnS generated using the Mg oxide as a nucleus, the above-mentioned JP-A-8-104946, JP-A-8-104947 and JP-A-8-1947 have been described.
In addition to the fact that MnS finely precipitated on the nucleus of the finely dispersed Mg oxide disclosed by the present applicant in JP-A-09438 suppresses the coarsening of austenite grains, the finely dispersed Mg oxide itself is It has been found that by suppressing the growth, the austenite grains are made finer, the transformation sites at the grain boundaries are increased, and the pearlite structure becomes finer.

【0011】さらに、オーステナイト粒内に微細に分散
したMg酸化物を核に析出したMnSがパーライト変態
核となることに加え、この微細に分散したMg酸化物自
身もパーライト変態核になり、粒界からの変態に加えて
粒内からの変態が多数起きることにより変態後のパーラ
イト組織を微細になる事実を見いだした。
Further, in addition to MnS, which is a nucleus of Mg oxide finely dispersed in austenite grains precipitated on the nucleus, serves as a pearlite transformation nucleus, and the finely dispersed Mg oxide itself also serves as a pearlite transformation nucleus. It has been found that a large number of transformations from the inside of the grains in addition to the transformations from the grains make the pearlite structure fine after the transformation.

【0012】このようにMg添加により脱酸時に生成した
Mg酸化物を一定の条件で微細に分散させることによっ
て、オーステナイト細粒化からもたらされるパーライト
組織の微細化、ならびにオーステナイト粒内に微細分散
したMg酸化物およびこのMg酸化物を核に生成したM
nSからの粒内変態によるパーライト組織の微細化の相
乗効果により、優れた靭性および延性を有するレール鋼
を得ることができることを知見し、本発明を完成させ
た。
By dispersing the Mg oxide generated during the deoxidation by the addition of Mg finely under certain conditions, the pearlite structure resulting from the austenite refinement is refined, and the Mg oxide is finely dispersed in the austenite grains. Mg oxide and M formed by using this Mg oxide as a nucleus
The inventors have found that a rail steel having excellent toughness and ductility can be obtained by a synergistic effect of refining the pearlite structure by intragranular transformation from nS, and completed the present invention.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では以下の構成を要旨とする。すなわち、
(1)重量%で、 C :0.55〜1.20%、 Si:0.10〜
1.20%、Mn:0.10〜1.50%、 S :
0.002〜0.035%、Mg:0.0004〜0.
02%を含有し、必要に応じてさらに、Al:0.00
05〜0.05%、 Cr:0.10〜1.0%、N
i:0.10〜4.0%、 Mo:0.01〜
0.50%、Nb:0.001〜0.05%、 B
:0.0001〜0.0050%の1種または2種以
上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり
なり、少なくともレール頭部が、パーライト組織中の任
意断面において直径が0.01〜10μmの大きさのM
g酸化物が1mm2 中に500〜100,000個存在す
る実質パーライト組織であるすることを特徴とする靭性
および延性に優れた高強度パーライト系レール。 (2)上記成分からなる鋼片を、熱間圧延でレールに形
成した後、熱延ままあるいは熱延後の加熱によってオー
ステナイト域温度とし、少なくともレール頭部を700
〜500℃間を1〜5/secで加速冷却して、少なくとも
前記レール頭部を、パーライト組織中の任意の断面にお
いて直径が0.01〜10μmの大きさのMg酸化物が
1mm2 中に500〜100,000個存在する実質パー
ライト組織とすることを特徴とする靭性および延性に優
れた高強度パーライト系レール。 (3)さらに上記成分からなる鋼片を鋳造するに際し、
脱酸元素として少なくともMgを添加して脱酸処理を行
った溶鋼、或いは二次脱酸元素として少なくともMgを
添加し、Mg酸化物を二次脱酸生成させた溶鋼、または
この二つの脱酸処理を共に行った溶鋼を用いることを特
徴とする靭性および延性に優れた高強度パーライト系レ
ールの製造方法である。
In order to achieve the above object, the present invention has the following features. That is,
(1) By weight%, C: 0.55 to 1.20%, Si: 0.10 to
1.20%, Mn: 0.10 to 1.50%, S:
0.002-0.035%, Mg: 0.0004-0.
02%, and further, if necessary, Al: 0.00%.
05-0.05%, Cr: 0.10-1.0%, N
i: 0.10 to 4.0%, Mo: 0.01 to
0.50%, Nb: 0.001 to 0.05%, B
: Containing 0.0001 to 0.0050% of one or more kinds, the balance being Fe and inevitable impurities, and at least the rail head has a diameter of 0.01 to 0.01 in an arbitrary cross section in the pearlite structure. M with a size of 10 μm
g A high-strength pearlite rail excellent in toughness and ductility, characterized by having a substantial pearlite structure in which 500 to 100,000 oxides are present in 1 mm 2 . (2) After forming a slab consisting of the above components into a rail by hot rolling, the temperature is set to the austenite region temperature by hot rolling or heating after hot rolling, and at least the rail head is 700
The temperature is accelerated and cooled at a rate of 1 to 5 / sec between 500 ° C. and at least 5 mm of Mg oxide having a diameter of 0.01 to 10 μm in an arbitrary cross section of the pearlite structure in 1 mm 2 . A high-strength pearlitic rail excellent in toughness and ductility, characterized by having a substantial pearlite structure having 500 to 100,000 pieces. (3) When casting a slab consisting of the above components,
Molten steel subjected to deoxidation treatment by adding at least Mg as a deoxidizing element, or molten steel formed by adding at least Mg as a secondary deoxidizing element to form secondary deoxidation of Mg oxide, or these two deoxidizing elements This is a method for producing a high-strength pearlitic rail having excellent toughness and ductility, characterized by using molten steel that has been subjected to both treatments.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下本発明について詳細に説明す
る。次に、上記レール鋼の成分を限定した理由について
述べる。 C:Cはレール鋼における高強度化およびパーライト組
織生成のための必須元素である。0.55%未満では必
要とする高強度のパーライト組織が得がたく、また1.
20%を超えるとオーステナイト粒界を脆化させる有害
な初析セメンタイトを生成させるばかりか、レール頭部
熱処理層や溶接部の微小偏析部にマルテンサイトが生成
し、靭性延性を著しく低下させるため、0.55〜1.
20%に限定した。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail. Next, the reasons for limiting the components of the rail steel will be described. C: C is an essential element for increasing the strength and forming the pearlite structure in the rail steel. If it is less than 0.55%, it is difficult to obtain the required high-strength pearlite structure.
If it exceeds 20%, not only will harmful pro-eutectoid cementite, which embrittles austenite grain boundaries, be generated, but also martensite will be generated in the heat treatment layer at the head of the rail and in the microsegregated portion of the welded part, significantly reducing the toughness ductility. 0.55-1.
Limited to 20%.

【0015】Si:Siはパーライト組織中のフェライ
ト相への固溶強化による高強度化への寄与のみでなく、
若干の靭性および延性改善効果がある。0.10%未満
ではその効果は少なく、1.20%超えると脆化をもた
らし溶接接合性も低下するので、0.10〜1.20%
に限定した。
Si: Si not only contributes to high strength by solid solution strengthening in the ferrite phase in the pearlite structure, but also
There is a slight toughness and ductility improvement effect. If the content is less than 0.10%, the effect is small, and if it exceeds 1.20%, embrittlement is caused and weldability is reduced, so that 0.10 to 1.20%
Limited to.

【0016】Mn:MnはC同様にパーライト変態温度
を低下させ焼入れ性を高めることによって高強度化に寄
与する元素である。しかし、0.10%未満ではその効
果が小さく、1.50%を超えると偏析部にマルテンサ
イト組織を生成させ易くするため、0.10〜1.50
%に限定した。
Mn: Like C, Mn is an element that contributes to an increase in strength by lowering the pearlite transformation temperature and increasing hardenability. However, if it is less than 0.10%, the effect is small, and if it exceeds 1.50%, a martensitic structure is easily generated in the segregated portion.
%.

【0017】S:Sは一般に有害元素として知られてい
るが、本発明においてはオーステナイト中の酸化物を核
としてMnSが生成し、オーステナイト粒の粗大化を抑
制およびMnSがパーライトの変態核になることによる
パーライト組織が微細化に重大な元素のひとつである。
しかし、0.002%以下では十分なMnS量を得るこ
とができず、また0.035%を超えると粗大なMnS
生成し始め、靭性および延性を著しく低下させるため、
0.002〜0.035%に限定した。
S: S is generally known as a harmful element, but in the present invention, MnS is formed by using an oxide in austenite as a nucleus to suppress austenite grain coarsening and MnS becomes a transformation nucleus of pearlite. The resulting pearlite structure is one of the important elements for miniaturization.
However, if it is less than 0.002%, a sufficient amount of MnS cannot be obtained, and if it exceeds 0.035%, coarse MnS
Begins to form, significantly reducing toughness and ductility,
It was limited to 0.002 to 0.035%.

【0018】Mg:Mgは本発明の重要な構成元素であ
り、製鋼での脱酸剤が残存含有するものである。Mg系
酸化物およびこの酸化物を核にして析出したMnSはそ
れぞれピン止め効果によるオーステナイト粒の粒成長抑
制効果があり、変態後のパーライト組織を微細化にす
る。またこの効果に加えて、Mg酸化物自身およびこれ
を核として析出したMnSからパーライトが生成し、さ
らにパーライト組織を微細にする機能を有する。その結
果、レール鋼の大幅な靭性、延性の向上を果たすことが
できた。しかし、0.0004未満ではオーステナイト
粒成長抑制効果および粒内変態によるパーライト組織微
細化がほとんど無く、0.02%を超えると粗大なMg
酸化物が生成し、靭性が著しく低下するため、0.00
04〜0.02%の範囲に限定した。
Mg: Mg is an important constituent element of the present invention and contains a deoxidizing agent remaining in steelmaking. The Mg-based oxide and MnS precipitated by using this oxide as a nucleus have an effect of suppressing the growth of austenite grains by a pinning effect, and refine the pearlite structure after transformation. In addition to this effect, pearlite is generated from Mg oxide itself and MnS precipitated using the nucleus as a nucleus, and has a function of further refining the pearlite structure. As a result, it was possible to significantly improve the toughness and ductility of the rail steel. However, if it is less than 0.0004, there is almost no effect of suppressing austenite grain growth and the pearlite structure is not refined due to intragranular transformation, and if it exceeds 0.02%, coarse Mg
Oxide is generated and the toughness is significantly reduced.
It was limited to the range of 04 to 0.02%.

【0019】さらに本発明においては、上記成分の他に
必要に応じてAl,Cr,Ni,Mo,Nb,Bの1種
または2種以上を添加することによって、フェライト地
の靭性改善、レール圧延のための加熱時におけるオース
テナイト粒の、あるいは制御圧延時におけるオーステナ
イト粒の細粒化、ひいてはパーライト組織の微細化によ
って高靭性を得ることができ、さらに冷却過程における
加速冷却によって、よりパーライト組織の高強度と同時
に高靭性を得ることができる。なお、上記成分の添加に
おいて、Ni,Al,Nbは靭性改善を、Cr,Mo,
Bは高靭性と同時に高強度と硬さを改善することを主目
的とする。
Further, in the present invention, in addition to the above components, one or more of Al, Cr, Ni, Mo, Nb, and B may be added as needed to improve the toughness of the ferrite ground and to improve the rail rolling. Therefore, high toughness can be obtained by reducing the size of austenite grains during heating or by reducing the size of austenite grains during controlled rolling, and thus the pearlite structure, and further increasing the pearlite structure by accelerated cooling in the cooling process. High toughness can be obtained simultaneously with strength. In addition, in the addition of the above components, Ni, Al, and Nb improve toughness, and Cr, Mo,
B is mainly intended to improve high strength and hardness at the same time as high toughness.

【0020】これらの化学成分を限定した理由を以下に
説明する。 Al:Alは製鋼時の脱酸剤が残存含有するものであ
る。AlはMgとの複合酸化物を生成し、オーステナイ
ト粒成長の抑制、およびこのMg−Al複合酸化物がM
nS析出の核になり、これらの析出物からパーライト変
態して組織が微細になる。この複合析出の効果は0.0
005%以上で有効であり、0.05%を超えるとAl酸
化物およびMg−Al酸化物が粗大化し、靭性の低下を
もたらすことから、Alの含有量を0.0005〜0.
05%に限定した。
The reasons for limiting these chemical components will be described below. Al: Al contains a deoxidizing agent remaining during steelmaking. Al forms a composite oxide with Mg, suppresses austenite grain growth, and this Mg-Al composite oxide forms M
It becomes a nucleus of nS precipitation, and pearlite transformation is performed from these precipitates to make the structure fine. The effect of this composite precipitation is 0.0
005% or more is effective, and if it exceeds 0.05%, the Al oxide and the Mg-Al oxide are coarsened, and the toughness is lowered.
Limited to 05%.

【0021】Cr:Crはパーライト変態温度を低下さ
せることによって高強度化に寄与するとともに、パーラ
イト組織中のセメンタイト相を強化する作用を有するこ
とから溶接継ぎ手部軟化防止の観点から0.1%以上の
含有が有効である。一方、1.0%を超えて含有する
と、強制冷却時に元素偏析部のみでなく、過冷却傾向の
強いレールの肩部にベイナイトやマルテンサイトが生成
し靭性の低下をもたらす。従って、強度確保に一定の寄
与が期待され、かつ靭性および延性を損なわない範囲か
ら、0.1〜1.0%に限定した。
Cr: Cr contributes to high strength by lowering the pearlite transformation temperature, and has the effect of strengthening the cementite phase in the pearlite structure. Therefore, from the viewpoint of preventing the weld joint from softening, 0.1% or more. Is effective. On the other hand, when the content exceeds 1.0%, bainite and martensite are formed not only at the element segregation portion at the time of forced cooling but also at the shoulder portion of the rail where the supercooling tendency is strong, resulting in a decrease in toughness. Therefore, the content is limited to 0.1% to 1.0% from the range where a certain contribution is expected to secure the strength and the toughness and ductility are not impaired.

【0022】Ni:Niはフェライト中に固溶し、フェ
ライトの靭性を向上させるのに有効な元素であり、0.
1%未満の場合にはその効果が極めて少なく、また4.
0%を超えて含有してもその効果は飽和する。従って、
靭性向上の観点から、0.1〜4.0%の範囲に限定し
た。
Ni: Ni is a solid solution in ferrite and is an element effective for improving the toughness of ferrite.
When the content is less than 1%, the effect is extremely small.
Even if the content exceeds 0%, the effect is saturated. Therefore,
From the viewpoint of improving the toughness, the range is limited to 0.1 to 4.0%.

【0023】Mo:Moはパーライトの変態速度を抑制
し、パーライト組織を微細化することから靭性向上に有
効な元素である。さらにMoは加速冷却時にレール内部
において、表面層のパーライト変態にともなう発熱に連
動した高温での変態誘起を防止し、レール内部の高強度
化に寄与して強度を高める。しかし、0.01%未満で
は上記の効果は少なく、また、0.50%を超える含有
量ではパーライト変態速度が低下し、パーライト組織中
にベイナイトやマルテンサイトを生成させ靭性低下をも
たらす。従って、0.01〜0.50%に範囲を限定し
た。
Mo: Mo is an element effective for improving the toughness because it suppresses the transformation rate of pearlite and refines the pearlite structure. Further, Mo prevents the induction of transformation at a high temperature in conjunction with the heat generated by the pearlite transformation of the surface layer inside the rail during accelerated cooling, and contributes to increasing the strength inside the rail to increase the strength. However, if the content is less than 0.01%, the above effect is small, and if the content exceeds 0.50%, the pearlite transformation rate is reduced, and bainite and martensite are generated in the pearlite structure, resulting in a decrease in toughness. Therefore, the range was limited to 0.01 to 0.50%.

【0024】Nb:Nbは熱間圧延時に低温加熱するこ
とによって、Nbの炭窒化物がオーステナイト粒成長を
抑制し細粒化に寄与する。また、高温加熱・低温仕上げ
圧延によって熱間圧延後のオーステナイト粒を細粒化
し、加速冷却後に得られるパーライト組織を微細にす
る。この効果を得るためには、0.01%以上必要であ
り、0.05%を超えると粗大なNb炭化物、Nb窒化
物、Nb炭窒化物を生成によって靭性が低下する。従っ
て、0.01〜0.05%の範囲に限定した。
Nb: By heating Nb at a low temperature during hot rolling, the carbonitride of Nb suppresses austenite grain growth and contributes to grain refinement. Further, austenite grains after hot rolling are refined by high-temperature heating / low-temperature finish rolling, and the pearlite structure obtained after accelerated cooling is refined. In order to obtain this effect, 0.01% or more is necessary. If it exceeds 0.05%, coarse Nb carbide, Nb nitride, and Nb carbonitride are formed, thereby lowering the toughness. Therefore, it was limited to the range of 0.01 to 0.05%.

【0025】B:Bは微量添加においてもオーステナイ
ト粒界に偏析し、変態を遅らせることにより焼入れ性を
著しく改善する元素である。この効果を得るためには、
0.0001%以上必要であり、0.0050%を超え
るとBの炭窒化物が生成し、靭性が著しく低下する。従
って、0.0001〜0.0050%の範囲に限定し
た。
B: B is an element that segregates at austenite grain boundaries even when added in a small amount, and significantly improves hardenability by delaying transformation. To get this effect,
0.0001% or more is required, and if it exceeds 0.0050%, carbonitride B is generated, and the toughness is significantly reduced. Therefore, the range is limited to 0.0001 to 0.0050%.

【0026】不可避的元素であるPはレール鋼の靭性を
下げるため、できるだけ低減させ0.03%以下にする
ことが望ましい。
In order to reduce the toughness of the rail steel, P, which is an unavoidable element, is preferably reduced as much as possible to 0.03% or less.

【0027】前記のような成分組成で構成されるレール
鋼は、転炉、電気炉などの通常使用される溶解炉で前述
した脱酸を含む溶製を行うか、この溶鋼を造塊・分塊あ
るいは連続鋳造法により凝固させるときにMg酸化物を
二次脱酸生成させることの少なくとも一方、望ましくは
両方の脱酸処理を行うことで、微細に分散したMg酸化
物を生成することができ、さらに熱間圧延法を経て製造
する。
The rail steel having the above-mentioned composition is subjected to smelting including deoxidation in a commonly used smelting furnace such as a converter or an electric furnace, or the smelting of the molten steel into an ingot By carrying out at least one of the secondary deoxidation of the Mg oxide when solidifying by the lump or the continuous casting method, and desirably both deoxidation treatments, it is possible to produce a finely dispersed Mg oxide. And a hot rolling method.

【0028】熱間圧延を終えたレールは、冷却中におい
てオーステナイト粒内のMnS、加えてMg酸化物から
もパーライトが生成し、オーステナイト粒界から生成す
るパーライトと共に微細なパーライト組織を形成する。
その結果、圧延ままで靭性の優れた高強度レールを製造
することができる。
The pearlite generated from MnS in the austenite grains and also from the Mg oxide during cooling of the rail after hot rolling forms a fine pearlite structure together with the pearlite generated from the austenite grain boundaries.
As a result, a high-strength rail with excellent toughness can be manufactured as-rolled.

【0029】さらに、高靭性と共に1200MPa 以上の
高強度が要求される場合には、圧延終了後、あるいは一
度室温まで冷却した後熱処理する目的でオーステナイト
域温度まで再加熱し、700〜500℃間を1〜5℃/s
ecで加速冷却を行うことが望ましい。また、加速冷却す
ると低温でパーライト変態を生じるため、レール鋼はパ
ーライトの変態核の生成速度が向上し、パーライト粒が
微細になる。この加速冷却時の冷却速度が1℃/sec未満
のときは必要強度を得ることができず、5℃/secを超え
る場合はマルテンサイトが生成する。従って、冷却速度
は1〜5℃/secに限定した。このような加熱・冷却は少
なくともレール頭部において行うことができる。
In the case where high strength of 1200 MPa or more is required together with high toughness, the steel sheet is reheated to the austenite region temperature after rolling is completed or for the purpose of heat treatment after once cooling to room temperature. 1-5 ° C / s
It is desirable to perform accelerated cooling with ec. In addition, since accelerated cooling causes pearlite transformation at a low temperature, the generation rate of pearlite transformation nuclei in rail steel is improved, and pearlite grains become fine. When the cooling rate during this accelerated cooling is less than 1 ° C./sec, the required strength cannot be obtained, and when it exceeds 5 ° C./sec, martensite is generated. Therefore, the cooling rate was limited to 1-5 ° C / sec. Such heating and cooling can be performed at least at the rail head.

【0030】以上述べたように、加速冷却は強度増加に
加えて、オーステナイト粒界、Mg酸化物およびこのM
g酸化物を核にしたMnSからのパーライト変態におい
て変態核の増加をもたらし、パーライトの細粒化に寄与
する結果、一層のレール鋼の靭性向上を達成することが
できる。この際、冷却媒体は空気あるいはミストなどの
気液混合物を用いることが望ましい。
As described above, accelerated cooling not only increases the strength, but also increases the austenite grain boundaries, Mg oxide and M
In the pearlite transformation from MnS with g oxide as a nucleus, transformation nuclei are increased to contribute to refinement of pearlite, and as a result, the toughness of the rail steel can be further improved. At this time, it is desirable to use a gas-liquid mixture such as air or mist as the cooling medium.

【0031】次に、レール鋼のパーライト組織中の直径
0.01〜10μmのMg酸化物の個数を任意の断面1
mm2 中において500〜100,000個に限定した理
由を述べる。レール鋼中のMg酸化物は、ピンニングに
より加工後の微細γ粒の粒成長を抑制し、変態後のパー
ライト組織を微細にする。また、γ粒内にあるMg酸化
物およびこのMg酸化物を核にして生成したMnSから
パーライト変態することでパーライト組織が微細になり
靭性値が向上する。このとき任意の断面においてMg酸
化物の断面積から算出したその断面での円相当径(直
径)が0.01μm未満のMg酸化物はパーライト粒内
変態核にならず、10μmを超える大きさでは破壊の起
点となり靭性値を低下させてしまうことからMg酸化物
の大きさを0.001〜10μmに限定した。1mm2
に500個未満の場合、ピンニングおよびパーライト粒
内変態の効果が弱く、靭性向上の効果が得られない。ま
た、100,000個を超える場合はレール鋼自体が汚
染され、靭性値が低下することから、1mm2 中のMg酸
化物の個数を500〜100,000個に限定した。こ
のようなパーライト組織はレールの少なくとも頭部に形
成されていることが必要である。
Next, the number of Mg oxides with a diameter of 0.01 to 10 μm in the pearlite structure of the rail steel
The reason why the number is limited to 500 to 100,000 in mm 2 will be described. Mg oxide in the rail steel suppresses the grain growth of fine γ grains after processing by pinning, and makes the pearlite structure after transformation fine. In addition, the pearlite structure is refined and the toughness value is improved by performing pearlite transformation from Mg oxide in γ grains and MnS generated using the Mg oxide as a nucleus. At this time, an Mg oxide having an equivalent circle diameter (diameter) of less than 0.01 μm in an arbitrary cross section calculated from a cross sectional area of the Mg oxide in the cross section does not become a pearlite intragranular transformation nucleus. The size of the Mg oxide was limited to 0.001 to 10 μm because the starting point of the fracture would lower the toughness value. If the number is less than 500 in 1 mm 2 , the effects of pinning and pearlite intragranular transformation are weak, and the effect of improving toughness cannot be obtained. If the number exceeds 100,000, the rail steel itself is contaminated and the toughness value is reduced. Therefore, the number of Mg oxides per 1 mm 2 is limited to 500 to 100,000. Such a pearlite structure must be formed at least on the head of the rail.

【0032】[0032]

【実施例】次に、本発明により製造した高靭性を有する
高強度レールの製造実施例について述べる。表1は、溶
鋼にMgを添加した場合と、Mgを添加しなかった場合
のレール鋼の化学成分を示す。
Next, an example of manufacturing a high-strength rail having high toughness manufactured according to the present invention will be described. Table 1 shows the chemical composition of the rail steel when Mg was added to the molten steel and when Mg was not added.

【0033】表2は、レール鋼の冷却後の組織中に存在
する任意の断面中の直径0.001〜10μmのMg酸
化物の個数の測定結果、加工後焼き入れた試料のγ粒度
番号およびパーライト粒内変態の有無の観察結果を示
す。
Table 2 shows the measurement results of the number of Mg oxides having a diameter of 0.001 to 10 μm in an arbitrary cross section present in the structure after cooling of the rail steel, the γ particle number of the sample quenched after processing, and The observation result of the presence or absence of perlite intragranular transformation is shown.

【0034】Mg酸化物の粒径は、走査型電子顕微鏡
(SEM)もしくは透過型電子顕微鏡(TEM)を用
い、任意の断面において1,000〜50,000倍の
倍率で個々のMg酸化物の面積を求め、この面積に等し
い円の直径を用いた。また、MnS中のMg酸化物もS
EMやTEMのイメージ中でコントラストが異なるた
め、このコントラストが異なる部分をMg酸化物とし
て、Mg酸化物のときと同様に粒径を算出した。Mg酸
化物の個数は、この直径0.01〜10μmのMg酸化
物の個数を20視野測定し、この20視野が正規分布に
従うとして平均を出し、この1視野の面積での個数から
面積1mm2 に換算したときの値を用いた。
The particle size of the Mg oxide can be determined using a scanning electron microscope (SEM) or a transmission electron microscope (TEM) at an arbitrary cross section at a magnification of 1,000 to 50,000 times. The area was determined and the diameter of a circle equal to this area was used. Further, Mg oxide in MnS is also S
Since the contrast is different in the images of EM and TEM, the particle size was calculated in the same manner as in the case of Mg oxide, with the portion having the different contrast as Mg oxide. The number of Mg oxides is determined by measuring the number of Mg oxides having a diameter of 0.01 to 10 μm in 20 visual fields, averaging the 20 visual fields according to a normal distribution, and calculating the average from the number in the area of one visual field to 1 mm 2. The value converted to was used.

【0035】Mg添加による脱酸を行った本発明鋼で
は、所定の量のMg酸化物が微細に分散し、粒内にある
このMg酸化物およびこのMg酸化物を核に生成したM
nSからパーライトが粒内変態し、パーライト組織が微
細になることが確認された。
In the steel of the present invention which has been deoxidized by the addition of Mg, a predetermined amount of Mg oxide is finely dispersed, and the Mg oxide present in the grains and the M
It was confirmed that pearlite undergoes intragranular transformation from nS and the pearlite structure becomes fine.

【0036】表3は、圧延ままおよび強度を一定にする
ためにそれぞれの鋼種につき700℃〜500℃間の冷
却速度を1〜5℃/sの範囲で変化させたレール鋼の引張
試験強度、伸びおよび2mmUノッチシャルピー試験にお
ける+20℃での衝撃吸収エネルギー測定結果を示す。
Table 3 shows the tensile test strengths of the rail steels in which the cooling rate between 700 ° C. and 500 ° C. was changed in the range of 1 ° C./s to 5 ° C./s for each steel type in order to maintain the strength as it is as rolled. 4 shows the results of measuring the impact absorption energy at + 20 ° C. in the elongation and 2 mm U notch Charpy test.

【0037】引張試験はレール頭部ゲージコーナー内部
10mm深さから採取した平行部径6mm、平行部長さ30
mmの試験片で行った。この結果、本発明鋼は従来鋼に比
べて十分にパーライト組織微細化による延性の改善が認
められた。衝撃試験片はレール頭部1mm下より採取し
た。
In the tensile test, the diameter of the parallel portion was 6 mm and the length of the parallel portion was 30 mm, which was sampled from a depth of 10 mm inside the gauge corner of the rail head.
The test was performed on mm test pieces. As a result, the steel of the present invention was found to have sufficiently improved ductility due to the refinement of the pearlite structure as compared with the conventional steel. The impact test piece was taken from 1 mm below the rail head.

【0038】この試験条件はロシアのΓoct 規格に基づ
くものであり、同規格では高強度熱処理レールの+20
℃での衝撃吸収エネルギーは25J/cm2 以上が必要とさ
れており、本発明のMg添加鋼は、加工後のオーステナ
イト微細粒の粒成長抑制およびオーステナイト粒内から
のパーライト粒内変態で微細パーライト組織になり、い
ずれもΓoct 規格に定められたシャルピー吸収エネルギ
ーを十分に満たしている。
The test conditions are based on the Russian Γ oct standard, which specifies that the high strength
The impact-absorbing energy at 25 ° C. is required to be 25 J / cm 2 or more, and the Mg-added steel of the present invention suppresses the growth of austenite fine grains after processing and changes the pearlite intragranular transformation from inside the austenite grains. Become an organization, all of which fully satisfy the Charpy absorbed energy specified in the Γoct standard.

【0039】[0039]

【表1】 [Table 1]

【0040】[0040]

【表2】 [Table 2]

【0041】[0041]

【表3】 [Table 3]

【0042】[0042]

【発明の効果】以上のことから、Mg添加による脱酸を
すること等によりMg酸化物のサイズおよび個数を制御
することによって、加工後のオーステナイト粒が微細と
なって粒界から変態するパーライト組織が微細になり、
またオーステナイト粒内に存在するMg酸化物およびこ
のMg酸化物を核に生成するMnSからパーライトがオ
ーステナイト粒内から変態することからも変態後のパー
ライト組織が微細になる。さらに、加速冷却によっても
パーライト粒は細粒化し、安定して25J/cm2 以上の衝
撃吸収エネルギーを得ることができる。すなわち、本発
明により靭性・延性に優れた高強度パーライト系レール
またはその製造方法を提供できる。
As described above, by controlling the size and number of Mg oxides by deoxidizing by adding Mg or the like, the pearlite structure in which austenite grains after processing become fine and transform from grain boundaries. Becomes finer,
In addition, the pearlite structure after the transformation is fine because the pearlite is transformed from the inside of the austenite grains from the Mg oxide present in the austenite grains and MnS generated from the Mg oxide as a nucleus. Further, the pearlite grains are refined even by accelerated cooling, and a shock absorption energy of 25 J / cm 2 or more can be stably obtained. That is, the present invention can provide a high-strength pearlite rail excellent in toughness and ductility or a method for producing the same.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C22C 38/54 C22C 38/54 (72)発明者 狩峰 健一 福岡県北九州市戸畑区飛幡町1番1号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 Fターム(参考) 4K013 AA00 BA08 BA14 EA18 FA02 4K042 AA04 BA01 BA02 CA02 CA06 CA08 CA09 CA10 DA04 DD05 DD06 DE05 DE06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C22C 38/54 C22C 38/54 (72) Inventor Kenichi Kamine 1-1, Tobata-cho, Tobata-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka Prefecture No. F Term in Nippon Steel Corporation Yawata Works (reference) 4K013 AA00 BA08 BA14 EA18 FA02 4K042 AA04 BA01 BA02 CA02 CA06 CA08 CA09 CA10 DA04 DD05 DD06 DE05 DE06

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 重量%で、 C :0.55〜1.20%、 Si:0.10〜1.20%、 Mn:0.10〜1.50%、 S :0.002〜0.035%、 Mg:0.0004〜0.02% を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、
少なくともレール頭部が、パーライト組織中の任意断面
において直径が0.01〜10μmの大きさのMg酸化
物が1mm2 中に500〜100,000個存在する実質
パーライト組織であることを特徴とする靭性および延性
に優れた高強度パーライト系レール。
C .: 0.55 to 1.20%, Si: 0.10 to 1.20%, Mn: 0.10 to 1.50%, S: 0.002 to 0. 035%, Mg: 0.0004-0.02%, the balance being Fe and unavoidable impurities,
At least the rail head has a substantial pearlite structure in which 500 to 100,000 Mg oxides having a diameter of 0.01 to 10 μm exist in 1 mm 2 in an arbitrary cross section in the pearlite structure. High-strength pearlitic rail with excellent toughness and ductility.
【請求項2】 重量%で、 C :0.55〜1.20%、 Si:0.10〜1.20%、 Mn:0.10〜1.50%、 S :0.002〜0.035%、 Mg:0.0004〜0.02% を含有し、さらに Al:0.0005〜0.05%、 Cr:0.10〜1.0%、 Ni:0.10〜4.0%、 Mo:0.01〜0.50%、 Nb:0.001〜0.05%、 B :0.0001〜0.0050% の1種または2種以上を含有し、残部がFeおよび不可
避的不純物からなりなり、少なくともレール頭部が、パ
ーライト組織中の任意断面において直径が0.01〜1
0μmの大きさのMg酸化物が1mm2 中に500〜10
0,000個存在する実質パーライト組織であるするこ
とを特徴とする靭性および延性に優れた高強度パーライ
ト系レール。
2. C: 0.55 to 1.20%, Si: 0.10 to 1.20%, Mn: 0.10 to 1.50%, S: 0.002 to 0. 035%, Mg: 0.0004-0.02%, Al: 0.0005-0.05%, Cr: 0.10-1.0%, Ni: 0.10-4.0% , Mo: 0.01 to 0.50%, Nb: 0.001 to 0.05%, B: 0.0001 to 0.0050%, the balance being Fe and inevitable. It is made of impurities, and at least the rail head has a diameter of 0.01 to 1 at an arbitrary cross section in the pearlite structure.
Mg oxide having a size of 0 μm is 500 to 10 in 1 mm 2.
A high-strength pearlitic rail excellent in toughness and ductility, characterized by having a substantial pearlite structure in which there are 000 rails.
【請求項3】 重量%で、 C :0.55〜1.20%、 Si:0.10〜1.20%、 Mn:0.10〜1.50%、 S :0.002〜0.035%、 Mg:0.0004〜0.02% を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼
片を、熱間圧延でレールに形成した後熱延ままあるいは
熱延後の加熱によってオーステナイト域温度とし、少な
くともレール頭部を700〜500℃間を1〜5℃/sec
で加速冷却して、少なくとも前記レール頭部を、パーラ
イト組織中の任意断面において直径が0.01〜10μ
mの大きさのMg酸化物が1mm2 中に500〜100,
000個存在する実質パーライト組織とすることを特徴
とする靭性および延性に優れた高強度パーライト系レー
ルの製造方法。
3. C: 0.55 to 1.20%, Si: 0.10 to 1.20%, Mn: 0.10 to 1.50%, S: 0.002 to 0. A steel slab containing 035%, Mg: 0.0004-0.02%, and the balance consisting of Fe and unavoidable impurities is formed on a rail by hot rolling and then hot rolled or austenite by heating after hot rolling. 1 to 5 ° C / sec between 700 to 500 ° C at least at the rail head
At an accelerated cooling in at least the rail head, in any cross section in the pearlite structure having a diameter of 0.01 to 10μ
500-100 in 1 mm 2 in size of the Mg oxides of m,
A method for producing a high-strength pearlite-based rail having excellent toughness and ductility, characterized by having a substantial pearlite structure having 000 pieces.
【請求項4】 重量%で、 C :0.55〜1.20%、 Si:0.10〜1.20%、 Mn:0.10〜1.50%、 S :0.002〜0.035%、 Mg:0.0004〜0.02% を含有し、さらに Al:0.0005〜0.05%、 Cr:0.10〜1.0%、 Ni:0.10〜4.0%、 Mo:0.01〜0.50%、 Nb:0.001〜0.05%、 B :0.0001〜0.0050% の1種または2種以上を含有し、残部がFeおよび不可
避的不純物からなる鋼片を、熱間圧延でレールに形成し
た後熱延ままあるいは熱延後の加熱によってオーステナ
イト域温度とし、少なくともレール頭部を700〜50
0℃間を1〜5℃/secで加速冷却して、少なくとも前記
レール頭部を、パーライト組織中の任意断面において直
径が0.01〜10μmの大きさのMg酸化物が1mm2
中に500〜100,000個存在する実質パーライト
組織とすることを特徴とする靭性および延性に優れた高
強度パーライト系レールの製造方法。
4. In% by weight, C: 0.55 to 1.20%, Si: 0.10 to 1.20%, Mn: 0.10 to 1.50%, S: 0.002 to 0. 035%, Mg: 0.0004-0.02%, Al: 0.0005-0.05%, Cr: 0.10-1.0%, Ni: 0.10-4.0% , Mo: 0.01 to 0.50%, Nb: 0.001 to 0.05%, B: 0.0001 to 0.0050%, the balance being Fe and inevitable. A steel slab made of impurities is formed into a rail by hot rolling, and then hot-rolled or heated after hot rolling to an austenite region temperature.
0 by accelerated cooling between ° C. at 1 to 5 ° C. / sec, at least the rail head, the diameter at any cross section of the pearlite structure in the magnitude of the oxide of Mg 0.01 to 10 [mu] m 1 mm 2
A method for producing a high-strength pearlite-based rail excellent in toughness and ductility, characterized by having a substantial pearlite structure in which 500 to 100,000 pieces are present.
【請求項5】 脱酸元素として少なくともMgを添加
し、脱酸処理を行なって溶製した溶鋼を鋳造して得た鋳
片であって、重量%で、 C :0.55〜1.20%、 Si:0.10〜1.20%、 Mn:0.10〜1.50%、 S :0.002〜0.035%、 Mg:0.0004〜0.02% を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、
この鋼片を、熱間圧延でレールに形成した後熱延ままあ
るいは熱延後の加熱によってオーステナイト域温度と
し、少なくともレール頭部を700〜500℃間を1〜
5℃/secで加速冷却して、少なくとも前記レール頭部
を、パーライト組織中の任意断面において直径が0.0
1〜10μmの大きさのMg酸化物が1mm2 中に500
〜100,000個存在する実質パーライト組織とする
ことを特徴とする靭性および延性に優れた高強度パーラ
イト系レールの製造方法。
5. A slab obtained by casting a molten steel produced by adding at least Mg as a deoxidizing element and performing a deoxidizing treatment, wherein C: 0.55 to 1.20 by weight%. %, Si: 0.10 to 1.20%, Mn: 0.10 to 1.50%, S: 0.002 to 0.035%, Mg: 0.0004 to 0.02%, with the balance being Is composed of Fe and unavoidable impurities,
After forming this steel slab into a rail by hot rolling, it is heated to austenite temperature by heating as it is or after hot rolling.
After accelerated cooling at 5 ° C./sec, at least the rail head has a diameter of 0.0 at an arbitrary cross section in the pearlite structure.
Mg oxides of 1~10μm magnitude is in 1 mm 2 500
A method for producing a high-strength pearlitic rail excellent in toughness and ductility, characterized in that it has a substantial pearlite structure having up to 100,000 pieces.
【請求項6】 脱酸元素として少なくともMgを添加
し、脱酸処理を行なって溶製した溶鋼を鋳造して得た鋳
片であって、重量%で、 C :0.55〜1.20%、 Si:0.10〜1.20%、 Mn:0.10〜1.50%、 S :0.002〜0.035%、 Mg:0.0004〜0.02% を含有し、さらに Al:0.0005〜0.05%、 Cr:0.10〜1.0%、 Ni:0.10〜4.0%、 Mo:0.01〜0.50%、 Nb:0.001〜0.05%、 B :0.0001〜0.0050% の1種または2種以上を含有し、残部がFeおよび不可
避的不純物からなり、この鋼片を、熱間圧延でレールに
形成した後熱延ままあるいは熱延後の加熱によってオー
ステナイト域温度とし、少なくともレール頭部を700
〜500℃間を1〜5℃/secで加速冷却して、少なくと
も前記レール頭部を、パーライト組織中の任意断面にお
いて直径が0.01〜10μmの大きさのMg酸化物が
1mm2 中に500〜100,000個存在する実質パー
ライト組織とすることを特徴とする靭性および延性に優
れた高強度パーライト系レールの製造方法。
6. A slab obtained by casting a molten steel obtained by adding at least Mg as a deoxidizing element and performing a deoxidizing treatment, wherein C: 0.55 to 1.20 by weight%. %, Si: 0.10 to 1.20%, Mn: 0.10 to 1.50%, S: 0.002 to 0.035%, and Mg: 0.0004 to 0.02%. Al: 0.0005 to 0.05%, Cr: 0.10 to 1.0%, Ni: 0.10 to 4.0%, Mo: 0.01 to 0.50%, Nb: 0.001 to 0.05%, B: one or more of 0.0001 to 0.0050%, the balance being Fe and unavoidable impurities. After forming this steel slab into a rail by hot rolling, The temperature of the austenite zone is maintained by hot-rolling or by heating after hot-rolling.
Accelerated cooling at a rate of 1 to 5 ° C./sec between −500 ° C. and at least the rail head is made of Mg oxide having a diameter of 0.01 to 10 μm in an arbitrary cross section in a pearlite structure in 1 mm 2 . A method for producing a high-strength pearlite-based rail having excellent toughness and ductility, characterized by having a substantial pearlite structure having 500 to 100,000 pieces.
【請求項7】 二次脱酸元素として少なくともMgを添
加し、Mg酸化物を二次脱酸で生成させることによりM
gを微細に分散させて溶製した溶鋼を鋳造して得た鋳片
であって、重量%で、 C :0.55〜1.20%、 Si:0.10〜1.20%、 Mn:0.10〜1.50%、 S :0.002〜0.035%、 Mg:0.0004〜0.02% を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、
この鋼片を、熱間圧延でレールに形成した後熱延ままあ
るいは熱延後の加熱によってオーステナイト域温度と
し、少なくともレール頭部を700〜500℃間を1〜
5℃/secで加速冷却して、少なくとも前記レール頭部
を、パーライト組織中の任意断面において直径が0.0
1〜10μmの大きさのMg酸化物が1mm2 中に500
〜100,000個存在する実質パーライト組織とする
ことを特徴とする靭性および延性に優れた高強度パーラ
イト系レールの製造方法。
7. M is added by adding at least Mg as a secondary deoxidizing element and generating Mg oxide by secondary deoxidizing.
g is finely dispersed, and is a slab obtained by casting molten steel. C: 0.55 to 1.20%, Si: 0.10 to 1.20%, Mn : 0.10 to 1.50%, S: 0.002 to 0.035%, Mg: 0.0004 to 0.02%, the balance being Fe and unavoidable impurities,
After forming this steel slab into a rail by hot rolling, it is heated to austenite temperature by heating as it is or after hot rolling.
After accelerated cooling at 5 ° C./sec, at least the rail head has a diameter of 0.0 at an arbitrary cross section in the pearlite structure.
Mg oxides of 1~10μm magnitude is in 1 mm 2 500
A method for producing a high-strength pearlitic rail excellent in toughness and ductility, characterized in that it has a substantial pearlite structure having up to 100,000 pieces.
【請求項8】 二次脱酸元素として少なくともMgを添
加し、Mg酸化物を二次脱酸で生成させることによりM
gを微細に分散させて溶製した溶鋼を鋳造して得た鋳片
であって、重量%で、 C :0.55〜1.20%、 Si:0.10〜1.20%、 Mn:0.10〜1.50%、 S :0.002〜0.035%、 Mg:0.0004〜0.02% を含有し、さらに Al:0.0005〜0.05%、 Cr:0.10〜1.0%、 Ni:0.10〜4.0%、 Mo:0.01〜0.50%、 Nb:0.001〜0.05%、 B :0.0001〜0.0050% の1種または2種以上を含有し、残部がFeおよび不可
避的不純物からなり、この鋼片を、熱間圧延でレールに
形成した後熱延ままあるいは熱延後の加熱によってオー
ステナイト域温度とし、少なくともレール頭部を700
〜500℃間を1〜5℃/secで加速冷却して、少なくと
も前記レール頭部を、パーライト組織中の任意断面にお
いて直径が0.01〜10μmの大きさのMg酸化物が
1mm2 中に500〜100,000個存在する実質パー
ライト組織とすることを特徴とする靭性および延性に優
れた高強度パーライト系レールの製造方法。
8. M is added by adding at least Mg as a secondary deoxidizing element and generating Mg oxide by secondary deoxidizing.
g is finely dispersed, and is a slab obtained by casting molten steel. C: 0.55 to 1.20%, Si: 0.10 to 1.20%, Mn : 0.10 to 1.50%, S: 0.002 to 0.035%, Mg: 0.0004 to 0.02%, Al: 0.0005 to 0.05%, Cr: 0 0.10 to 1.0%, Ni: 0.10 to 4.0%, Mo: 0.01 to 0.50%, Nb: 0.001 to 0.05%, B: 0.0001 to 0.0050 % Or more, and the balance consists of Fe and inevitable impurities. This steel slab is formed into a rail by hot rolling and then hot-rolled or heated to an austenite zone temperature by heating after hot rolling. , At least 700 rail heads
Accelerated cooling at a rate of 1 to 5 ° C./sec between −500 ° C. and at least the rail head is made of Mg oxide having a diameter of 0.01 to 10 μm in an arbitrary cross section in a pearlite structure in 1 mm 2 A method for producing a high-strength pearlite-based rail having excellent toughness and ductility, characterized by having a substantial pearlite structure having 500 to 100,000 pieces.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003064448A (en) * 2001-08-21 2003-03-05 Nippon Steel Corp Cast slab for rail excellent in solidification structure

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