JP2001098342A - High strength bainitic rail excellent in joinability of flash butt weld zone and producing method thereof - Google Patents

High strength bainitic rail excellent in joinability of flash butt weld zone and producing method thereof

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JP2001098342A
JP2001098342A JP27296499A JP27296499A JP2001098342A JP 2001098342 A JP2001098342 A JP 2001098342A JP 27296499 A JP27296499 A JP 27296499A JP 27296499 A JP27296499 A JP 27296499A JP 2001098342 A JP2001098342 A JP 2001098342A
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JP
Japan
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rail
hardness
less
steel
bainite
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JP27296499A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyasu Yokoyama
泰康 横山
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bainitic rail having the joinability in the flash butt welding equal to or above that of the conventional pearlitic rail and also having excellent wear resistance and damage resistance. SOLUTION: This rail composed of steel contains, by weight, 0.25 to 0.4% C, 0.1 to 1% Si, 0.6 to 3.5% Mn, <=0.035% P, <=0.035% S, 0.05 to 2% Cr and 0.05 to 0.15% Nb, and consists of a steel satisfying the following inequality (1). The rail head has a bainitic structure, and hardness is controlled to 400 to 500 HV in both positions of the rail top part and head corner parts: 2<=Mn%/Si%<=6 (1).

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、鉱山鉄道に代表さ
れる高荷重の貨車の走行が主体の高軸重鉄道における車
輪とレールの接触条件下で要求される耐摩耗性、耐フレ
ーキング性等の耐損傷性に加えて、フラッシュバット溶
接部の接合性に優れた高強度べイナイトレール及びその
製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to abrasion resistance and flaking resistance required under the condition of contact between wheels and rails in a high axle heavy railway such as a mining railway, which is mainly used for traveling of a high-load freight car. The present invention relates to a high-strength bainite rail excellent in jointability of a flash butt welded part, in addition to damage resistance such as the above, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来レールは、耐摩耗性重視の観点から
パーライト鋼を用いて高強度化のみが指向されてきた。
しかし近年の鉄道輸送の高速化、高軸重化に伴いレール
の使用条件は、ますます厳しいものになってきている。
特に鉱石を運搬する鉱山鉄道が主体の地域では、摩耗と
曲線内軌のフレーキング等のレールの損傷が問題となっ
ている。現用のパーライト鋼の熱処理レールは強度が1
300MPa程度であり、耐摩耗性の観点ではこのレべ
ルが必要であるが、耐損傷性は十分ではない。また工業
的にはパーライト鋼で更なる耐摩耗性の向上と、他の耐
損傷性の向上を同時に満たすことは困難である。
2. Description of the Related Art Conventionally, from the viewpoint of emphasizing abrasion resistance, only high strength has been aimed at using pearlite steel.
However, with the recent increase in the speed of railway transportation and the increase in axle weight, the use conditions of rails have become increasingly severe.
In particular, in areas where mining railways mainly transport ore, rail damage such as abrasion and flaking of curved rails has become a problem. Current pearlitic steel heat treated rail has a strength of 1
The level is about 300 MPa, and this level is necessary from the viewpoint of wear resistance, but the damage resistance is not sufficient. Further, it is industrially difficult to simultaneously improve the wear resistance and the other damage resistance with pearlite steel.

【0003】一方、べイナイト鋼はパーライト鋼に比べ
耐フレーキング性をはじめとする耐損傷性は優れている
ものの、耐摩耗性が低下することが問題となっている。
[0003] On the other hand, bainite steel is superior to pearlite steel in damage resistance such as flaking resistance, but has a problem in that wear resistance is reduced.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】摩耗特性については特
開平5−271871号公報、特開平8−92696号
公報に開示されているべイナイト鋼の高強度レールにお
いて述べられており、耐転動疲労損傷性の向上を目的と
するためべイナイト鋼を適用し摩耗量を増加させること
をめざしている。本手法は急曲線、高軸重条件下では、
頭部の摩耗促進によりレール寿命が短くなるという欠点
がある。
The wear characteristics are described in the bainite steel high-strength rail disclosed in JP-A-5-271871 and JP-A-8-92696. The aim is to increase the amount of wear by applying bainite steel to improve the damageability. This method has a sharp curve under high axle load conditions.
There is a disadvantage that the rail life is shortened by promoting the wear of the head.

【0005】このように、べイナイトレールでは主とし
て摩耗量増加により耐転動疲労損傷性の向上をめざして
おり、摩耗量と強度のバランスを取ろうとする検討はさ
れているが、強度の最適化は十分には行われていない。
As described above, bainite rails aim to improve the resistance to rolling contact fatigue mainly by increasing the amount of wear, and attempts have been made to balance the amount of wear with the strength. Is not done enough.

【0006】従来レールは24〜25mを基本長さとし
て端部近傍の腹部にボルト穴を開けて継ぎ目板をボルト
接合することにより繋いでいた。この場合、夏冬の温度
差に起因する熱膨張量を吸収するため継ぎ目に数〜十数
mmのすき間を有していた。しかし、このすき間は貨車
通過時にレール、貨車の車輪および台車に衝撃を与え、
レールでは継ぎ目用ボルト穴の破損、頭部の変形等の損
傷に至る場合があった。特に近年では貨車重量の増加か
ら損傷の発生の可能性が高くなってきたため、すき間の
ある継ぎ目を低減することを目的として、レールを溶接
して使用する頻度が非常に高くなっており、溶接時の接
合性が要求されてきている。
[0006] Conventionally, rails are connected by forming bolt holes in the abdomen near the ends with a basic length of 24 to 25 m and connecting the seam plate with bolts. In this case, the seam had a gap of several to several tens of mm to absorb the thermal expansion caused by the temperature difference between summer and winter. However, these gaps impact the rails, wheels of the wagons and bogies when passing wagons,
On the rails, damages such as breakage of joint bolt holes and deformation of the head may occur. In particular, in recent years, the possibility of damage has increased due to the increase in the weight of freight cars.Therefore, the frequency of welding rails for the purpose of reducing seams with gaps has become extremely high. Are required to be bonded.

【0007】べイナイトレールにおいて高強度化のため
に合金元素を添加する場合、フラッシュバット溶接時の
接合性に問題が生じる可能性が高いが、このような観点
からの検討はなされていない。
[0007] When an alloy element is added to a bainite rail to increase the strength, there is a high possibility that a problem will occur in the joinability at the time of flash butt welding, but no study has been made from such a viewpoint.

【0008】本発明の目的は、このような従来の問題に
鑑み、フラッシュバット溶接時の接合性を従来のパーラ
イトレールと同等とした上で優れた耐摩耗性、耐損傷性
を有するべイナイトレール及びその製造方法を提供する
ことにある。
An object of the present invention is to provide a bainite rail having excellent abrasion resistance and damage resistance with the same joining property at the time of flash butt welding as the conventional pearlite rail in view of such conventional problems. And a method for manufacturing the same.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決し目的を
達成するために、本発明は以下に示す手段を用いてい
る。 (1)本発明のベイナイトレールは、重量%で、C.
0.25〜0.4%と、Si:0.1〜1%と、Mn:
0.6〜3.5%と、P:0.035%以下と、S:
0.035%以下と、Cr:0.05〜2%と、Nb:
0.05〜0.15%とを含有し、かつ下記(1)式を
満たす鋼からなるレールであって、レール頭部がべイナ
イト組織であり、硬さがレール頭頂部および頭部コーナ
ー部のいずれの位置においてもHV:400〜500で
あることを特徴とする、フラッシュバット溶接部の接合
性に優れた高強度べイナイトレールである。
In order to solve the above problems and achieve the object, the present invention uses the following means. (1) The bainite rail of the present invention has a C.I.
0.25 to 0.4%, Si: 0.1 to 1%, Mn:
0.6-3.5%, P: 0.035% or less, S:
0.035% or less, Cr: 0.05 to 2%, and Nb:
A rail made of steel containing 0.05 to 0.15% and satisfying the following formula (1), wherein the rail head has a bainite structure, and the hardness is a rail top part and a head corner part. HV: 400 to 500 at any position of the high strength bainite rail with excellent jointability of the flash butt weld.

【0010】2≦Mn%/Si%≦6 …(1) (2)本発明のベイナイトレールは、鋼成分として、重
量%でさらに、Ni:1%以下、Mo:2%以下のうち
の1種または2種を含有することを特徴とする、上記
(1)に記載のフラッシュバッ卜溶接部の接合性に優れ
た高強度べイナイトレールである。
2 ≦ Mn% / Si% ≦ 6 (1) (2) The bainite rail of the present invention further includes, as a steel component, 1% or less of Ni: 1% or less and Mo: 2% or less by weight%. The high-strength bainite rail according to the above (1), which is excellent in joining property of the flash butt welded part, characterized by containing one or two kinds.

【0011】(3)本発明のベイナイトレールは、鋼成
分として、重量%でさらに、V:0.2%以下を含有す
ることを特徴とする、上記(1)または(2)に記載の
フラッシュバット溶接部の接合性に優れた高強度べイナ
イトレール。
(3) The flash according to (1) or (2), wherein the bainite rail according to the present invention further contains V: 0.2% or less by weight as a steel component. High-strength bainite rail with excellent butt weldability.

【0012】(4)本発明のベイナイトレールは、上記
(1)乃至(3)のいずれかに記載の組成を有する鋼
を、圧延仕上温度が800〜1000℃となるように熱
間圧延する工程と、熱間圧延された鋼板を、べイナイト
変態開始点以上の温度から200℃以下までを空冷以上
5℃/秒以下の冷却速度で冷却する工程と、を備えたこ
とを特徴とする、フラッシュバット溶接部の接合性に優
れた高強度べイナイトレールの製造方法である。
(4) A step of hot rolling the steel having the composition described in any of the above (1) to (3) so that the finishing temperature of the steel is 800 to 1000 ° C. And cooling the hot-rolled steel sheet from a temperature above the bainite transformation start point to 200 ° C. or less at a cooling rate of air cooling or more and 5 ° C./sec or less. This is a method for manufacturing a high-strength bainite rail with excellent jointability at a butt weld.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明者は、上記課題を解決すべ
く鋭意研究を重ねた結果、以下の知見を得るに至った。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have obtained the following findings.

【0014】(フラッシュバット溶接部の接合性)S
i:0.1〜1%、かつ2≦Mn%/Si%≦6を満足
すること。
(Jointability of Flash Butt Weld) S
i: Satisfies 0.1 to 1% and 2 ≦ Mn% / Si% ≦ 6.

【0015】母材硬さがHV500以下であること。The base material hardness is HV 500 or less.

【0016】レールの溶接方法にはフラッシュバット溶
接、ガス圧接、エンクローズアーク溶接、テルミット溶
接があるが、このうちフラッシュバット溶接、ガス圧接
については、レール母材を加熱し接合することから、母
材の接合性が問題となる。フラッシュバット溶接時の接
合性については、母材の清浄性、フラッシュ電流による
発熱時の接合面での酸化物生成、酸化物の溶融、アプセ
ット時の酸化物の除去等が影響する。表1に成分を示す
硬さがHV500以下のべイナイト鋼のフラッシュバッ
ト溶接時の接合性におよぼすSi,Mn%/Si%の影
響を図1(a),(b)に示す。
Rail welding methods include flash butt welding, gas pressure welding, enclosed arc welding, and thermite welding. Of these, flash butt welding and gas pressure welding involve heating and joining the rail base material, and The joining property of the materials becomes a problem. The bondability at the time of flash butt welding is affected by the cleanliness of the base material, the formation of oxides at the bonding surface when heat is generated by flash current, the melting of oxides, and the removal of oxides during upset. FIGS. 1A and 1B show the influence of Si, Mn% / Si% on the bondability of a bainite steel having a hardness of HV 500 or less and having the components shown in Table 1 during flash butt welding.

【0017】[0017]

【表1】 [Table 1]

【0018】図の縦軸は、40φの丸棒を用いてフラッ
シュバット溶接により溶接継手を作成し、継手の接合面
が引張試験片の平行部中央になるように採取した試験片
を用いて引張試験を行った時の破断部の絞り値の平均値
を示しており、絞り値が大きいほど接合性が高いことを
示している。図1(a),(b)から理解できるよう
に、Siが0.1%未満もしくは1%を超えた場合、あ
るいはMn%/Si%が2未満もしくは6を超えた場合
は絞り値が5%以下となり、接合性の低下が著しい。
The vertical axis in the figure indicates that a welded joint was prepared by flash butt welding using a 40φ round bar, and a tensile test was performed using a test piece sampled so that the joint surface of the joint was at the center of the parallel portion of the tensile test piece. The average value of the aperture value of the fractured portion when the test was performed is shown, and the larger the aperture value, the higher the bondability. As can be understood from FIGS. 1A and 1B, when the Si content is less than 0.1% or more than 1%, or when Mn% / Si% is less than 2 or more than 6, the aperture value is 5%. % Or less, and the bondability is significantly reduced.

【0019】Siは酸化しやすい元素であり、鋼の脱酸
材としても利用されているが、0.1%未満では十分な
脱酸が行われず鋼の清浄性が劣化し、接合面に酸化物が
残存する。また1%以上の多量添加の場合フラッシュ電
流による加熱で接合面に緻密で安定な酸化皮膜を形成
し、フラッシュバット溶接時の最終のアプセットにおい
ても接合面から除去されない。Siが1%以下の場合に
おいても、Mn,Si,Feの複合酸化物の融点がMn
%/Si%で2未満もしくは6を超えた領域では高温に
なり、接合面に残留する複合酸化物の粘性が相対的に高
くなるためにアプセットにおいて除去され難い。従っ
て、接合性の観点からSiは0.1〜1%、Mn%/S
i%は2〜6とすることが必要である。
Si is an element that is easily oxidized, and is also used as a deoxidizing material for steel. However, if it is less than 0.1%, sufficient deoxidation is not performed, so that the cleanliness of the steel is deteriorated and the bonding surface is oxidized. Things remain. When added in a large amount of 1% or more, a dense and stable oxide film is formed on the joint surface by heating with a flash current, and is not removed from the joint surface even in the final upset at the time of flash butt welding. Even when Si is 1% or less, the melting point of the composite oxide of Mn, Si, and Fe is Mn.
In a region where the ratio of% / Si% is less than 2 or more than 6, the temperature becomes high, and the viscosity of the composite oxide remaining on the joint surface becomes relatively high, so that it is difficult to remove it in the upset. Therefore, from the viewpoint of bonding properties, Si is 0.1 to 1%, and Mn% / S
i% needs to be 2 to 6.

【0020】図2に溶接時の接合性に及ぼす母材硬さの
影響を調べた結果を示す。表2に供試鋼の化学成分、母
材硬さを示す。
FIG. 2 shows the result of examining the effect of the base metal hardness on the weldability during welding. Table 2 shows the chemical composition and base metal hardness of the test steel.

【0021】[0021]

【表2】 [Table 2]

【0022】図2から理解できるようにSi,Mn%/
Si%の各々が本発明の請求範囲を満たしている場合で
も母材硬さの上昇に伴い接合性は低下しており、特にH
V500を超えた場合には絞り値が5%以下となり、実
用上問題が生じる。またSi,Mn%/Si%のいずれ
かが本発明の請求範囲を満たさない場合はHV400〜
500の間でも接合性に問題がある。従って十分な接合
性を確保するためにはSiは0.1〜1%、Mn%/S
i%は2〜6、さらに母材硬さHV500以下であるこ
とが必要である。
As can be understood from FIG. 2, Si, Mn% /
Even when each of Si% satisfies the claims of the present invention, the bondability decreases as the base material hardness increases.
When the value exceeds V500, the aperture value becomes 5% or less, which causes a practical problem. If any of Si, Mn% / Si% does not satisfy the claims of the present invention, HV400-
Even between 500 and 500, there is a problem in bondability. Therefore, in order to ensure sufficient bondability, Si is 0.1 to 1% and Mn% / S
It is necessary that i% is 2 to 6 and that the base material hardness is HV 500 or less.

【0023】この知見に基づき、本発明者は、鋼のS
i,Mn/Si量と、熱間圧延における圧延仕上温度及
び圧延後の冷却速度を一定範囲内に制御して、レール頭
部の金属組織をベイナイトとし、かつレール頭頂部及び
頭部コーナー部の硬さを一定範囲内に制御するようにし
て、フラッシュバット溶接部の接合性に優れた高強度べ
イナイトレール及びその製造方法を見出し、本発明を完
成させた。
Based on this finding, the present inventor has proposed that S
The i, Mn / Si amount, the rolling finish temperature in hot rolling and the cooling rate after rolling are controlled within a certain range to make the metal structure of the rail head bainite, and the top and corner of the rail head. By controlling the hardness within a certain range, a high-strength bainite rail excellent in the joining property of a flash butt weld and a method for producing the same have been found, and the present invention has been completed.

【0024】すなわち、本発明は、鋼組成、硬さ、ミク
ロ組織(金属組織)、及び製造条件を下記範囲に限定す
ることにより、フラッシュバット溶接時の接合性を従来
のパーライトレールと同等とした上で優れた耐摩耗性、
耐損傷性を有するべイナイトレール及びその製造方法を
提供することができる。
That is, the present invention limits the steel composition, hardness, microstructure (metal structure), and manufacturing conditions to the following ranges, thereby making the jointability at the time of flash butt welding equal to that of a conventional pearlite rail. Excellent wear resistance on the
A bainite rail having damage resistance and a method for manufacturing the same can be provided.

【0025】以下に本発明の成分添加理由、成分限定理
由、硬さの限定理由、金属組織の限定理由及び製造条件
の限定理由について説明する。
The reasons for adding the components, the reasons for limiting the components, the reasons for limiting the hardness, the reasons for limiting the metallographic structure, and the reasons for limiting the manufacturing conditions of the present invention are described below.

【0026】(1)成分組成範囲、硬さ、及び金属組織 C:0.25〜0.4% Cは強度及び耐摩耗性を確保するための必須元素であ
り、0.25%未満ではレール鋼としての硬さを安価に
確保することが難しい。また、0.4%を超えるとレー
ル頭部に脆いマルテンサイトが生成する。従って、0.
25〜0.4%に限定した。
(1) Component composition range, hardness, and metal structure C: 0.25 to 0.4% C is an essential element for ensuring strength and wear resistance. It is difficult to secure the hardness of steel at low cost. On the other hand, if it exceeds 0.4%, brittle martensite is generated at the rail head. Therefore, 0.
Limited to 25-0.4%.

【0027】Si:0.1〜1% Siは、脱酸剤として有効なだけでなく、固溶して強度
を上昇させる元素であるが、0.1%未満では脱酸効果
が十分でないため鋼中の清浄度が劣化しており、フラッ
シュバット溶接時の接合面に酸化物が残存し、接合性を
劣化させる。また添加量が1%を超えた場合は、多量に
固溶しているSiが緻密な酸化物としてフラッシュバッ
ト溶接時の接合面に生成し、新生面の接合を阻害するこ
とにより接合性を劣化させる。従って、0.1〜1%に
限定した。
Si: 0.1-1% Si is not only effective as a deoxidizing agent, but also an element which increases the strength by forming a solid solution, but if it is less than 0.1%, the deoxidizing effect is not sufficient. The cleanliness in the steel is degraded, and oxides remain on the joint surface during flash butt welding, deteriorating the jointability. If the addition amount exceeds 1%, a large amount of solid-dissolved Si is formed as a dense oxide on the joining surface during flash butt welding, and the joining property is deteriorated by inhibiting the joining of the new surface. . Therefore, it was limited to 0.1 to 1%.

【0028】Mn:0.6〜3.5% Mnはべイナイト変態温度を低下させ焼入性を高めるこ
とによりレールの高強度化に寄与する元素である。しか
し、0.6%未満では効果が小さく、3.5%を超える
と鋼のミクロ偏析によるマルテンサイト組織を生じ易
く、溶接熱影響部に材質劣化を来すので好ましくない。
従って、0.6〜3.5%に限定した。
Mn: 0.6 to 3.5% Mn is an element that contributes to increasing the strength of the rail by lowering the bainite transformation temperature and increasing the hardenability. However, if it is less than 0.6%, the effect is small, and if it exceeds 3.5%, a martensitic structure is liable to occur due to micro-segregation of the steel, and the material deteriorates in the weld heat affected zone, which is not preferable.
Therefore, it was limited to 0.6 to 3.5%.

【0029】P:0.035%以下 Pは靭性を劣化することから、0.035%以下に限定
した。
P: 0.035% or less Since P deteriorates toughness, it is limited to 0.035% or less.

【0030】S:0.035%以下 Sは主に介在物の形態で鋼中に存在するが、0.035
%を超えるとこの介在物量が著しく増加し、脆化による
材質の劣化を引き起こすので0.035%以下に限定し
た。
S: not more than 0.035% S is present in steel mainly in the form of inclusions,
%, The amount of the inclusions increases remarkably and causes deterioration of the material due to embrittlement. Therefore, the content is limited to 0.035% or less.

【0031】Cr:0.05〜2% Crはべイナイト変態を促進する元素であり、本発明鋼
のようにミクロ組織をべイナイト組織として高強度化を
図るために非常に重要な元素である。0.05%未満で
はミクロ組織が均一なべイナイト組織とならない。一
方、2%を超えるとマルテンサイトが生成しやすくな
る。従って、0.05〜2%に限定した。
Cr: 0.05 to 2% Cr is an element that promotes bainite transformation, and is a very important element for increasing the strength by converting the microstructure to a bainite structure as in the steel of the present invention. . If it is less than 0.05%, the microstructure does not become a uniform bainite structure. On the other hand, when it exceeds 2%, martensite is easily generated. Therefore, it was limited to 0.05 to 2%.

【0032】Nb:0.05〜0.15% Nbはべイナイト変態を促進するだけでなく、圧延後に
炭窒化物として析出することから、頭部の内部まで析出
強化により硬さを高くし耐摩耗性を向上させる。ただ
し、この効果はNbで0.05%未満の添加では有効で
はなく、また0.15%を超えて添加してもその効果は
飽和してしまう。従って、0.05〜0.15%に限定
した。 2≦Mn%/Si%≦6 フラッシュバット溶接は、フラッシュ電流による接合面
の酸化皮膜の飛散と、発熱による酸化皮膜の溶融による
除去を特徴の一つとしている。従って接合面に生成する
酸化物も溶融しやすい組成とすることが望ましい。図1
(b)から理解できるように、Mn%/Si%が2未満
もしくは6を超える場合、絞り値が5%以下となり、接
合性の低下が著しい。これは接合面に生成するFe−M
n−Si系複合酸化物が、Mn%/Si%で2〜6の間
であれば低融点となり除去されやすいためである。従っ
て、フラッシュバット溶接部の接合性の観点からMn%
/Si%の比を2〜6に限定した。
Nb: 0.05 to 0.15% Nb not only promotes bainite transformation but also precipitates as carbonitride after rolling, so that the hardness is increased by precipitation strengthening up to the inside of the head to improve the resistance. Improves abrasion. However, this effect is not effective when Nb is added in less than 0.05%, and the effect is saturated even when Nb is added in excess of 0.15%. Therefore, it was limited to 0.05 to 0.15%. 2 ≦ Mn% / Si% ≦ 6 One of the features of flash butt welding is scattering of an oxide film on a joint surface by a flash current and removal of the oxide film by melting due to heat generation. Therefore, it is desirable that the oxide formed on the bonding surface has a composition that is easily melted. FIG.
As can be understood from (b), when Mn% / Si% is less than 2 or more than 6, the aperture value becomes 5% or less, and the bondability is significantly reduced. This is because the Fe-M
This is because if the n-Si-based composite oxide is between 2 and 6 in Mn% / Si%, it has a low melting point and is easily removed. Therefore, from the viewpoint of the joining property of the flash butt weld, Mn%
The ratio of / Si% was limited to 2-6.

【0033】さらに本発明では上記の成分以外に、必要
に応じてNi,Mo,Vを以下の範囲で添加してもよ
い。
Further, in the present invention, in addition to the above components, Ni, Mo, and V may be added in the following ranges as needed.

【0034】Ni:1%以下、Mo:2%以下 Ni、Moは、いずれもべイナイト変態を促進し、高強
度化するのに有効な元素であるが、請求範囲を超えた添
加ではその効果が飽和してしまう。従って、上記請求範
囲内で1種または2種添加することは有効である。
Ni: 1% or less, Mo: 2% or less Both Ni and Mo are effective elements for promoting bainite transformation and increasing the strength. Will saturate. Therefore, it is effective to add one or two kinds within the above-mentioned claims.

【0035】V:0.2%以下 Vは、Nbと同様に鋼中のCと結び付いて圧延後に析出
することから、頭部の内部まで析出強化により硬さを高
くし耐摩耗性を向上させ、レールの寿命を延ばすために
有効である。ただし、0.2%を超えて添加してもその
効果は飽和してしまう。従って、上記請求範囲内でVを
添加することは有効である。
V: 0.2% or less V, like Nb, combines with C in the steel and precipitates after rolling. Therefore, the hardness is increased by precipitation strengthening to the inside of the head to improve the wear resistance. It is effective to extend the life of the rail. However, even if it exceeds 0.2%, the effect is saturated. Therefore, it is effective to add V within the above-mentioned claims.

【0036】硬さ(耐摩耗性、耐損傷性):レール頭頂
部、頭部コーナー部いずれの位置においてもHV400
〜500。
Hardness (abrasion resistance, damage resistance): HV400 at any position at the top of the rail and at the corner of the head
~ 500.

【0037】摩耗量については実敷設における摩耗量で
評価することが最も望ましいが、西原式摩耗試験機を用
いて実際の接触条件をシミュレートした比較試験により
評価する方法も有効である。この試験法を用いれば短期
間で耐摩耗性(硬さと摩耗減量比の関係)を評価するこ
とができる。同様に耐損傷性についても比較試験が可能
である。
Although it is most desirable to evaluate the amount of abrasion by the amount of abrasion in actual laying, it is also effective to use a Nishihara-type abrasion tester to evaluate the abrasion by a comparative test simulating actual contact conditions. By using this test method, it is possible to evaluate the wear resistance (the relationship between the hardness and the wear loss ratio) in a short period of time. Similarly, a comparative test can be performed on the damage resistance.

【0038】図3(a)に摩耗減量比に及ぼす硬さの影
響を調査した結果を示す。供試鋼は表3に成分を示す鋼
で、1250℃に加熱し、920℃で圧延を終了後、
0.5℃/秒で空冷した板厚12mmの鋼板を使用し
た。これらの鋼板から外径30mm、幅8mmの西原式
摩耗試験片を採取し、接触荷重250kg、すべり率−
10%、潤滑剤無しの条件で摩耗試験を行い、10万回
転後の摩耗減量を測定した。評価においてはパーライト
レールの摩耗減量を測定し、パーライトレールに対する
供試鋼の摩耗減量比を求めた。
FIG. 3 (a) shows the results of an investigation on the effect of hardness on the wear loss ratio. The test steel is a steel whose composition is shown in Table 3 and is heated to 1250 ° C and after rolling at 920 ° C,
A 12 mm thick steel sheet air-cooled at 0.5 ° C./sec was used. A Nishihara type abrasion test piece having an outer diameter of 30 mm and a width of 8 mm was sampled from these steel sheets, and the contact load was 250 kg and the slip rate was −
A wear test was performed under the conditions of 10% and no lubricant, and the loss on wear after 100,000 rotations was measured. In the evaluation, the wear loss of the pearlite rail was measured, and the wear loss ratio of the test steel to the pearlite rail was determined.

【0039】[0039]

【表3】 [Table 3]

【0040】熱処理型パーライトレールの硬さはHV3
80程度である。図3(a)から理解できるように、硬
さの増加に伴い摩耗減量比が減少しており、同一硬さに
おいてはパーライト鋼よりもべイナイト鋼のほうが摩耗
減量比が大きい。ただし、べイナイト鋼の硬さがHV4
00以上であれば、熱処理型パーライトレールと同等の
耐摩耗性が得られる。
The hardness of the heat-treated pearlite rail is HV3
It is about 80. As can be understood from FIG. 3A, the wear loss ratio decreases as the hardness increases, and the bainite steel has a larger wear loss ratio than the pearlite steel at the same hardness. However, the hardness of bainite steel is HV4
If it is 00 or more, wear resistance equivalent to that of the heat-treated pearlite rail can be obtained.

【0041】また頭頂部、頭部コーナー部について、硬
さを意図的に変えて車輪との接触状況をコントロールし
ようとする試みが行われているが、実路線においては車
輪とレールの接触は状況によって常に変化しており、頭
部の硬さを変化させて接触状況をコントロールしてレー
ル寿命を伸ばすことは実質的に難しい。従って、頭頂
部、頭部コーナー部いずれの位置においても均一な硬さ
分布とした。
Attempts have been made to control the contact state with the wheels by intentionally changing the hardness of the crown and the corners of the head, but on actual routes, the contact between the wheels and the rails is limited. It is practically difficult to extend the rail life by controlling the contact state by changing the hardness of the head. Therefore, the hardness distribution was uniform at both the top and the corner of the head.

【0042】耐損傷性の評価としてフレーキング発生寿
命におよぼす組織、硬さの影響を図3(b)に示す。供
試鋼は図3(a)と同一のものを用いた。損傷の評価に
は、接触面に半径15mmの曲率を付与した西原式摩耗
試験片を用い、油潤滑、接触荷重100kg、すべり率
−20%の条件で試験を行い、損傷の発生した時間を測
定した。本図に示すように、べイナイト鋼はパーライト
鋼に比べて同一硬さにおいてフレーキング発生寿命は長
い。またべイナイト鋼でHV400以上とすることで現
用のパーライト鋼の2倍の寿命が得られる。
FIG. 3B shows the influence of the structure and hardness on the flaking occurrence life as an evaluation of damage resistance. The test steel used was the same as that shown in FIG. The damage was evaluated by using a Nishihara type abrasion test piece with a radius of curvature of 15 mm on the contact surface under oil lubrication, contact load of 100 kg, slip rate of -20%, and measuring the time when the damage occurred. did. As shown in this figure, bainite steel has a longer flaking generation life than pearlite steel at the same hardness. By setting the HV to 400 or more for bainite steel, a life twice as long as that of currently used pearlite steel can be obtained.

【0043】以上の耐摩耗性、耐損傷性の観点からべイ
ナイト鋼においてHV400以上が必要であり、接合性
の観点からはHV500以下が求められているため、硬
さの範囲はHV400〜500である。
From the viewpoint of wear resistance and damage resistance, bainite steel requires HV 400 or more, and from the viewpoint of bondability, HV 500 or less is required. is there.

【0044】金属組織:ベイナイト べイナイト組織は従来レールのパーライト組織と比較し
て同一引張強度レべルで比較した場合、疲労強度が高
く、耐損傷性に有効であること、高強度にすることによ
り摩耗量をパーライト組織と同等にできることからミク
ロ組織(金属組織)はべイナイト組織である。
Metallographic structure: Bainite bainite structure has high fatigue strength, is effective in damage resistance, and has high strength when compared with the pearlite structure of the conventional rail at the same tensile strength level. The microstructure (metal structure) is a bainite structure because the wear amount can be made equal to the pearlite structure.

【0045】上記の成分組成範囲、硬さ及び金属組織に
調整することにより、フラッシュバット溶接部の接合性
に優れた高強度べイナイトレールを得ることが可能とな
る。このような特性のレールは以下の製造方法により製
造することができる。
By adjusting the component composition range, hardness and metal structure as described above, it is possible to obtain a high-strength bainite rail excellent in the joining property of the flash butt welded portion. A rail having such characteristics can be manufactured by the following manufacturing method.

【0046】(2)レール製造工程 (製造方法)上記の成分組成範囲に調整した鋼を転炉で
溶製し、連続鋳造にてスラブとした後、圧延仕上温度が
800〜1000℃となるように熱間圧延し、べイナイ
ト変態開始点以上の温度から200℃以下までを空冷以
上5℃/秒以下の冷却速度で冷却する。
(2) Rail Manufacturing Process (Manufacturing method) Steel adjusted to the above component composition range is melted in a converter and converted into a slab by continuous casting, and then the rolling finish temperature is adjusted to 800 to 1000 ° C. And from the temperature above the bainite transformation start point to 200 ° C. or less, at a cooling rate of air cooling or more and 5 ° C./sec or less.

【0047】a.圧延仕上温度:800〜1000℃ 圧延仕上温度が800℃未満では圧延時の熱間変形抵抗
が高くなり、レールとしての寸法精度を満たせない。ま
た圧延仕上温度が1000℃を超えるとオーステナイト
粒が粗大化し、靭性が劣化する。従って、圧延仕上温度
は800〜1000℃である。
A. Rolling finishing temperature: 800 to 1000 ° C If the rolling finishing temperature is lower than 800 ° C, the hot deformation resistance during rolling increases, and the dimensional accuracy of the rail cannot be satisfied. On the other hand, if the rolling finish temperature exceeds 1000 ° C., austenite grains become coarse and the toughness deteriorates. Therefore, the rolling finishing temperature is 800 to 1000 ° C.

【0048】b.冷却速度:空冷以上5℃/秒以下 冷却速度は、空冷以上5℃/秒以下の冷却速度の範囲に
おいてべイナイト組織が得られ所望の強度、靭性が確保
できる。しかし、5℃/秒を超えるとマルテンサイトが
生成し靭性が著しく低下する。従って、冷却速度は空冷
以上5℃/秒以下である。
B. Cooling rate: not less than air cooling and not more than 5 ° C./sec As for the cooling rate, a bainite structure can be obtained in the range of cooling rate not less than air cooling and not more than 5 ° C./sec, and desired strength and toughness can be secured. However, when the temperature exceeds 5 ° C./sec, martensite is formed, and the toughness is significantly reduced. Therefore, the cooling rate is not less than air cooling and not more than 5 ° C./sec.

【0049】以下に本発明の実施例を挙げ、本発明の効
果を立証する。
The effects of the present invention will be proved by the following examples.

【0050】なお、本文、図、表中で、HVはビッカー
ス硬さ、RAは接合性評価としてフラッシュバット溶接
後の接合面の引張試験における絞り値を表している。
In the text, figures and tables, HV represents Vickers hardness, and RA represents the aperture value in a tensile test of the joint surface after flash butt welding as an evaluation of jointability.

【0051】[0051]

【実施例】(実施例1)表4に示す成分を有する供試鋼
(No.4−2〜4:本発明例、No.4−1,5,
6:比較例)を1250℃に加熱し、920℃で圧延を
終了後、2℃/秒で加速冷却した板厚12mmの鋼板を
使用し、硬さ測定、摩耗試験、フレーキング試験、接合
性評価試験を行った。摩耗試験については、外径30m
m,幅8mmの試験片を圧延鋼板より採取し、鉄道車輪
材から同一寸法のタイヤ試験片を採取して、これらを西
原式摩耗試験機を用いて、すべり率−10%、接触荷重
250kg、潤滑剤無しの条件で試験を行い、10万回
転後の摩耗減量を測定した。なお、比較として行ったH
V380のパーライト組織のレール鋼の摩耗減量との比
をとることで摩耗減量比を求めている。またフレーキン
グ試験は外径30mm、幅8mm、接触面に半径15m
mの曲率を付与した試験片を用い、油潤滑条件下、すべ
り率−10%、接触荷重100kgで摩耗試験を行い、
接触面に損傷が発生する時間を測定し、耐損傷性の評価
とした。硬さ、摩耗減量比、フレーキング発生寿命、接
合性を表5に示す。
EXAMPLES (Example 1) Test steels having the components shown in Table 4 (Nos. 4-2 to 4: Examples of the present invention;
6: Comparative Example) was heated to 1250 ° C., and after rolling at 920 ° C., a 12 mm-thick steel sheet accelerated and cooled at 2 ° C./sec was used to measure hardness, abrasion test, flaking test, and joinability. An evaluation test was performed. For wear test, outer diameter 30m
m, a test piece having a width of 8 mm was sampled from a rolled steel plate, and a tire test piece having the same dimensions was sampled from a railway wheel material. The test was performed under the condition without a lubricant, and the abrasion loss after 100,000 rotations was measured. In addition, H performed as a comparison
The wear loss ratio is determined by taking the ratio with the wear loss of the rail steel having the pearlite structure of V380. In the flaking test, the outer diameter was 30 mm, the width was 8 mm, and the radius of contact was 15 m.
Using a test piece having a curvature of m, a wear test was performed at a slip rate of −10% and a contact load of 100 kg under oil lubrication conditions.
The time when the contact surface was damaged was measured, and the damage resistance was evaluated. Table 5 shows the hardness, the wear loss ratio, the life of occurrence of flaking, and the bondability.

【0052】本発明よりもC量が低い比較例No.4−
1については、硬さがHV371と本発明の下限値未満
であり、摩耗減量比も1.81と高く実用に適さない。
また、本発明よりもC量が高い比較例No.4−5,6
についてはミクロ組織がパーライト組織を呈しており、
摩耗特性は優れているものの耐損傷性に劣る。
Comparative Example No. 1 having a lower C content than the present invention. 4-
With respect to 1, the hardness is HV371, which is less than the lower limit of the present invention, and the wear loss ratio is as high as 1.81, which is not suitable for practical use.
Comparative Example No. having a higher C content than the present invention. 4-5, 6
As for, the microstructure shows a pearlite structure,
Excellent wear properties but poor damage resistance.

【0053】これに対し、成分が本請求範囲を満たす本
発明例No.4−2,3,4は硬さ、摩耗減量比、フレ
ーキング発生寿命のいずれも優れた値を示している。接
合性に関してはMn%/Si%はいずれも2〜6であ
り、またHVも500以下であることから十分な値を示
している。
On the other hand, in the case of the present invention sample No. 4-2, 3, and 4 show excellent values in all of hardness, wear reduction ratio, and flaking occurrence life. Regarding the bondability, Mn% / Si% is 2 to 6 in all cases, and HV is 500 or less, indicating a sufficient value.

【0054】[0054]

【表4】 [Table 4]

【0055】[0055]

【表5】 [Table 5]

【0056】(実施例2)表6に示す成分を有する供試
鋼(No.6−2〜6,9,10,13:本発明例、N
o.6−1,7,8,11,12,14:比較例)につ
いて実施例1と同様に硬さ測定、摩耗試験、フレーキン
グ試験、接合性評価試験を行った。硬さ、摩耗減量比、
フレーキング発生寿命、接合性を表7に示す。
(Example 2) Test steels having components shown in Table 6 (Nos. 6-1 to 6, 9, 10, and 13: Examples of the present invention, N
o. 6-1, 7, 8, 11, 12, and 14: Comparative Example), a hardness measurement, a wear test, a flaking test, and a bondability evaluation test were performed in the same manner as in Example 1. Hardness, wear loss ratio,
Table 7 shows the life of occurrence of flaking and bondability.

【0057】供試鋼は全てべイナイト組織を呈してい
る。Mn、Cr、Nbの含有量が本請求範囲よりも低い
比較例No.6−1,8,11は接合性は高い値を示す
ものの硬さが低く、摩耗減量比がそれぞれ3.15、
3.45、3.22と高い値を示す。
All the test steels have a bainite structure. In Comparative Example No. 1 in which the contents of Mn, Cr, and Nb were lower than the claims. Nos. 6-1, 8 and 11 show high values of bondability but low hardness, and a wear loss ratio of 3.15,
It shows high values of 3.45 and 3.22.

【0058】それに対し、Mn、Cr、Nbの含有量が
本発明の請求範囲を満たす本発明例No.6−2,3,
4,5,6,9,10,13は硬さ、摩耗減量比、フレ
ーキング発生寿命、接合性のいずれも優れた値を示して
いる。
On the other hand, the content of Mn, Cr and Nb satisfying the claims of the present invention No. 1 of the present invention. 6-2, 3,
Nos. 4, 5, 6, 9, 10, and 13 show excellent values in all of hardness, wear reduction ratio, flaking generation life, and bonding property.

【0059】しかし、Cr、Nbの含有量が本請求範囲
よりも高い比較例No.6−12,14ではCr、Nb
による耐摩耗性、耐フレーキング性の向上効果が飽和し
ており、特性向上は認められない。またMnの高い比較
例No.6−7ではMn%/Si%が6を超えているた
め接合性が低下している。
However, in Comparative Example No. in which the contents of Cr and Nb were higher than in the present invention. 6-12, 14: Cr, Nb
The effect of improving abrasion resistance and flaking resistance is saturated, and no improvement in characteristics is observed. In Comparative Example No. In the case of 6-7, since Mn% / Si% exceeds 6, the bondability is reduced.

【0060】[0060]

【表6】 [Table 6]

【0061】[0061]

【表7】 [Table 7]

【0062】(実施例3)表8に示す成分を有する供試
鋼(No.8−1〜4,7,8,10:本発明例、N
o.8−5,6,9,11:比較例)について実施例1
と同様に硬さ測定、摩耗試験、フレーキング試験、接合
性評価試験を行った。硬さ、摩耗減量比、フレーキング
発生寿命、接合性を表9に示す。
(Example 3) Test steels having the components shown in Table 8 (Nos. 8-1 to 4, 7, 8, 10: Examples of the present invention, N
o. 8-5, 6, 9, 11: Comparative Example)
A hardness measurement, an abrasion test, a flaking test, and a bondability evaluation test were performed in the same manner as described above. Table 9 shows the hardness, wear reduction ratio, flaking occurrence life, and bonding property.

【0063】供試鋼はすべてべイナイト組織を呈してい
る。本発明例No.8−1はNi、Mo、Vを添加して
いないが本請求範囲内の成分であり、硬さ、摩耗減量
比、フレーキング発生寿命、接合性のいずれも請求範囲
内の値を示している。Ni、Moの1種または2種の添
加量が請求範囲を満たしている本発明例No.8−2,
3,4,7は硬さ、摩耗減量比、フレーキング発生寿
命、接合性のいずれも請求範囲内の値を示しており、か
つ本発明例No.8−1より優れた値を示している。
Ni、Moの添加量が本請求範囲を超える比較例No.
8−5,6,9は硬さ、摩耗減量比、フレーキング発生
寿命、接合性が本発明例No.8−4,7と同等であ
り、Ni,Mo添加の効果が飽和している。Vの添加量
が請求範囲を満たしている本発明例No.8−8,10
は硬さ、摩耗減量比、フレーキング発生寿命、接合性の
いずれも請求範囲内の値を示しており、かつ本発明例N
o.8−1,7より優れた値を示しているが、Vの添加
量が本請求範囲を超える比較例No.8−11は硬さ、
摩耗減量比、フレーキング発生寿命、接合性が本発明例
No.8−10と同等であり、V添加の効果が飽和して
いる。
All the test steels have a bainite structure. Invention Example No. 8-1 does not contain Ni, Mo, and V, but is a component within the scope of the present invention, and each of the hardness, the wear loss ratio, the life of flaking, and the bondability are within the scope of the claims. . Inventive Example No. 1 in which the amount of one or two of Ni and Mo satisfies the claims. 8-2,
Samples Nos. 3, 4, and 7 show values of hardness, abrasion loss ratio, life of flaking and joining property within the range of claims. It shows a value superior to 8-1.
In Comparative Example No. where the amounts of Ni and Mo added exceeded the scope of the present invention.
Nos. 8-5, 6, and 9 have hardness, abrasion loss ratio, flaking generation life, and bondability. 8-4, 7 and the effect of the addition of Ni and Mo is saturated. Inventive Example No. V in which the addition amount of V satisfies the claims. 8-8,10
Indicates hardness, abrasion loss ratio, flaking occurrence life, and bondability, all within the range of claims.
o. 8-1 and 7 are superior to those of Comparative Examples Nos. 8 and 7, but the amount of V exceeds the scope of the present invention. 8-11 is hardness,
The abrasion loss ratio, the life of the flaking occurrence, and the bondability were the same as those of Example No. 8-10, and the effect of V addition is saturated.

【0064】[0064]

【表8】 [Table 8]

【0065】[0065]

【表9】 [Table 9]

【0066】(実施例4)表10に示す成分を有する供
試鋼(No.10−2,3,5,6:本発明例、No.
10−1,4,7,8:比較例)について実施例1と同
様に硬さ測定、摩耗試験、接合性評価試験を行った。硬
さ、摩耗減量比、接合性を表11に示す。供試鋼はすべ
てベイナイト組織でHV400〜500を呈している。
Si量が本発明の請求範囲を満たしており、かつMn%
/Si%が2〜6の範囲内である本発明例No.10−
2,3,5,6は硬さ、摩耗減量比、接合性のいずれも
優れた値を示している。
(Example 4) Test steels having the components shown in Table 10 (Nos. 10-2, 3, 5, 6: Examples of the present invention;
10-1, 4, 7, 8: Comparative Example), a hardness measurement, an abrasion test, and a bondability evaluation test were performed in the same manner as in Example 1. Table 11 shows the hardness, the wear loss ratio, and the bondability. All test steels have a HV of 400 to 500 in bainite structure.
Si content satisfies the claims of the present invention, and Mn%
/ No. Of the present invention No./Si% in the range of 2 to 6. 10-
2, 3, 5, and 6 show excellent values in all of the hardness, the wear loss ratio, and the bondability.

【0067】しかしSi量が1%を超える比較例No.
10−1、Mn%/Si%が2未満もしくは6を超えて
いる比較例No.10−4,7,8は接合性が劣ってい
る。
However, in Comparative Example No. 1 in which the amount of Si exceeded 1%.
Comparative Example No. 10-1, where Mn% / Si% is less than 2 or more than 6. 10-4, 7, and 8 have inferior bondability.

【0068】[0068]

【表10】 [Table 10]

【0069】[0069]

【表11】 [Table 11]

【0070】(実施例5)表12に本発明の成分条件を
満たす本発明例No.12−1,2鋼を示す。表13
に、この2鋼種について圧延仕上温度を760〜103
0℃まで変化させ実際にレール形状に圧延し、その後冷
却速度を空冷〜6.5℃/秒まで変化させ製造したレー
ルの硬さ、摩耗減量比、フレーキング発生寿命、接合性
を示す(No.2〜6,8〜10,12:本発明例、N
o.1,7,11,13:比較例)。摩耗減量比、フレ
ーキング発生寿命は圧延材頭部から実施例1に示したサ
ンプルを採取し、実施例1と同様の試験法により評価し
ている。
(Example 5) Table 12 shows Example Nos. Of the present invention satisfying the component conditions of the present invention. 12-1 and 12 show steel. Table 13
The rolling finish temperature of these two steel types was 760 to 103
Rolled to a rail shape while changing the temperature to 0 ° C., and then changing the cooling rate from air cooling to 6.5 ° C./sec to show the hardness, wear reduction ratio, flaking occurrence life, and bondability of the manufactured rail (No. .2, 6, 8 to 10, 12: Examples of the present invention, N
o. 1, 7, 11, 13: Comparative Example). The abrasion loss ratio and the flaking generation life were evaluated by the same test method as in Example 1 by taking the sample shown in Example 1 from the head of the rolled material.

【0071】条件1(比較例No.1)は冷却速度は条
件を満足しているが圧延仕上温度を満足していないため
に、接合性は良好なものの、摩耗特性が劣っている。
In Condition 1 (Comparative Example No. 1), the cooling rate satisfies the condition, but the rolling finish temperature is not satisfied, so that the bondability is good but the wear characteristics are inferior.

【0072】条件2,3,4,5,6,8,9,10,
12(本発明例No.2〜6,8〜10,12)は共に
圧延仕上温度、冷却速度を満足しているため、硬さ、耐
摩耗性、耐フレーキング性は良好であり、接合性も優れ
ている。
Conditions 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10,
12 (Examples Nos. 2 to 6, 8 to 10, and 12 of the present invention) satisfy the rolling finishing temperature and the cooling rate, and therefore have good hardness, abrasion resistance, and flaking resistance, and Is also excellent.

【0073】条件7,11(比較例No.7,11)は
圧延仕上温度は条件を満足しているものの冷却速度が早
すぎるためにHVが500以上の値となり、耐摩耗性、
耐フレーキング性は良好であるが、接合性が劣化する。
また条件13(比較例No.13)は圧延仕上温度が高
く、組織が粗いために焼入性が高くなり、HVが500
を超えており接合性が悪い。
The conditions 7 and 11 (Comparative Examples Nos. 7 and 11) satisfy the conditions of the rolling finish temperature, but the cooling rate is too fast, so that the HV becomes a value of 500 or more.
Although the flaking resistance is good, the bondability deteriorates.
In condition 13 (Comparative Example No. 13), the finish temperature of rolling was high and the structure was coarse, so that the hardenability was high and the HV was 500.
And the bondability is poor.

【0074】[0074]

【表12】 [Table 12]

【0075】[0075]

【表13】 [Table 13]

【0076】[0076]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
鋼組成、硬さ、金属組織、及び製造条件を特定すること
により、フラッシュバット溶接部の接合性に優れた高強
度べイナイトレールを製造することができる。
As described above, according to the present invention,
By specifying the steel composition, hardness, metal structure, and manufacturing conditions, it is possible to manufacture a high-strength bainite rail excellent in the joining property of a flash butt weld.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)は、フラッシュバット溶接時の接合性に
およぼすSiの影響を示す図、(b)は、フラッシュバ
ット溶接時の接合性におよぼすMn%/Si%の影響を
示す図。
FIG. 1A is a diagram showing the effect of Si on the joining property during flash butt welding, and FIG. 1B is a diagram showing the effect of Mn% / Si% on the joining property during flash butt welding.

【図2】溶接時の接合性に及ぼす硬さの影響を示す図。FIG. 2 is a diagram showing the effect of hardness on the joining properties during welding.

【図3】(a)は摩耗減量比に及ぼす硬さの影響を示す
図、(b)はフレーキング発生寿命におよぼす組織、硬
さの影響を示す図。
3A is a diagram showing the effect of hardness on the wear loss ratio, and FIG. 3B is a diagram showing the effect of the structure and hardness on the flaking generation life.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 重量%で、C.0.25〜0.4%と、
Si:0.1〜1%と、Mn:0.6〜3.5%と、
P:0.035%以下と、S:0.035%以下と、C
r:0.05〜2%と、Nb:0.05〜0.15%と
を含有し、かつ下記(1)式を満たす鋼からなるレール
であって、 レール頭部がべイナイト組織であり、硬さがレール頭頂
部および頭部コーナー部のいずれの位置においてもH
V:400〜500であることを特徴とする、フラッシ
ュバット溶接部の接合性に優れた高強度べイナイトレー
ル。 2≦Mn%/Si%≦6 …(1)
1. The method of claim 1 wherein the C.I. 0.25 to 0.4%,
Si: 0.1-1%, Mn: 0.6-3.5%,
P: 0.035% or less, S: 0.035% or less, C
A rail containing r: 0.05 to 2% and Nb: 0.05 to 0.15% and satisfying the following formula (1), wherein the rail head has a bainite structure. The hardness is H at any position of the top of the rail and the corner of the head.
V: A high-strength bainite rail excellent in bondability of a flash butt weld, characterized by being 400 to 500. 2 ≦ Mn% / Si% ≦ 6 (1)
【請求項2】 鋼成分として、重量%でさらに、Ni:
1%以下、Mo:2%以下のうちの1種または2種を含
有することを特徴とする、請求項1に記載のフラッシュ
バッ卜溶接部の接合性に優れた高強度べイナイトレー
ル。
2. The steel composition further comprises Ni:
2. The high-strength bainite rail according to claim 1, comprising one or two of 1% or less and Mo: 2% or less. 3.
【請求項3】 鋼成分として、重量%でさらに、V:
0.2%以下を含有することを特徴とする、請求項1ま
たは2に記載のフラッシュバット溶接部の接合性に優れ
た高強度べイナイトレール。
3. The steel composition further comprises, in weight%, V:
The high-strength bainite rail according to claim 1 or 2, characterized in that it contains 0.2% or less.
【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかに記載の組成
を有する鋼を、圧延仕上温度が800〜1000℃とな
るように熱間圧延する工程と、 熱間圧延された鋼板を、べイナイト変態開始点以上の温
度から200℃以下までを空冷以上5℃/秒以下の冷却
速度で冷却する工程と、 を備えたことを特徴とする、フラッシュバット溶接部の
接合性に優れた高強度べイナイトレールの製造方法。
4. A step of hot rolling a steel having the composition according to any one of claims 1 to 3 so that a rolling finish temperature is 800 to 1000 ° C .; A step of cooling at a cooling rate of not less than 5 ° C./sec to air cooling from a temperature not lower than the starting point of init transformation to not more than 200 ° C., characterized by comprising: Manufacturing method of bainite rail.
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