JP2010018844A - Pearlite-based rail having excellent wear resistance and ductility - Google Patents

Pearlite-based rail having excellent wear resistance and ductility Download PDF

Info

Publication number
JP2010018844A
JP2010018844A JP2008180444A JP2008180444A JP2010018844A JP 2010018844 A JP2010018844 A JP 2010018844A JP 2008180444 A JP2008180444 A JP 2008180444A JP 2008180444 A JP2008180444 A JP 2008180444A JP 2010018844 A JP2010018844 A JP 2010018844A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rail
ductility
wear resistance
pearlite
steel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2008180444A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5053190B2 (en
Inventor
Masaharu Ueda
正治 上田
Takeshi Yamamoto
剛士 山本
Noriaki Onodera
紀昭 小野寺
Hitoshi Furuta
仁司 古田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP2008180444A priority Critical patent/JP5053190B2/en
Publication of JP2010018844A publication Critical patent/JP2010018844A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5053190B2 publication Critical patent/JP5053190B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the service life of a rail used for a heavy-load railroad by compositely adding Co and Ni as the components of a rail steel, and controlling an Ni/Co ratio to a fixed range, so as to improve the wear resistance and ductility of a pearlite texture, and controlling the texture and hardness, so as to improve the wear resistance and ductility of a pearlite texture. <P>SOLUTION: The pearlite-based rail having excellent wear resistance and ductility is characterized in that, in a steel rail comprising, by mass, 0.65 to 1.20% C, 0.05 to 2.00% Si, 0.05 to 2.00% Mn, 0.05 to 0.50% Co, 0.10 to 2.25% Ni and the balance Fe with inevitable impurities, the ratio of the Co content to the Ni content (Ni/Co) lies in the range of 2.0 to 4.5, and at least a part of the head surface part of the steel rail has a pearlite texture. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、重荷重鉄道で使用されるレールにおいて、頭部の耐摩耗性と延性を同時に向上させることを目的としたパーライト系レールに関するものである。   The present invention relates to a pearlite rail intended to simultaneously improve wear resistance and ductility of a head in a rail used in heavy-duty railways.

海外の重荷重鉄道では、鉄道輸送の高効率化を図るため、貨物の高積載化を進めており、特に急曲線のレールでは、G.C.部や頭側部の耐摩耗性が十分確保できず、摩耗によるレール使用寿命の低下が問題となってきた。このような背景から、現用の共析炭素鋼含有の高強度レール以上の耐摩耗性を有するレールの開発が求められるようになってきた。これらの問題を解決するため、下記に示すようなレールが開発された。これらのレールの主な特徴は、耐摩耗性を向上させるため、鋼の炭素量を増加し、パーライトラメラ中のセメタイト相の体積比率を増加させ、さらに、硬さを制御している(例えば、特許文献1、2参照)。   In overseas heavy-duty railroads, we are increasing the load of freight in order to increase the efficiency of rail transport. Especially for sharply curved rails, sufficient wear resistance is ensured in the GC section and the head side. However, the deterioration of the service life of the rail due to wear has become a problem. Against this background, there has been a demand for the development of a rail having wear resistance higher than that of a high-strength rail containing current eutectoid carbon steel. In order to solve these problems, the following rails have been developed. The main features of these rails are to increase the carbon content of the steel, to increase the volume ratio of the cemetite phase in the pearlite lamella, and to control the hardness (for example, to improve wear resistance) (See Patent Documents 1 and 2).

特許文献1の開示技術では、過共析鋼(C:0.85超〜1.20%)を用いて、パーライト組織中のラメラ中のセメンタイト体積比率を増加させ、耐摩耗性に優れたレールを提供することができる。   In the disclosed technique of Patent Document 1, a hypereutectoid steel (C: more than 0.85 to 1.20%) is used to increase the cementite volume ratio in the lamellae in the pearlite structure, and the rail has excellent wear resistance. Can be provided.

また、特許文献2の公開技術では、過共析鋼(C:0.85超〜1.20%)を用いて、パーライト組織中のラメラ中のセメンタイト体積比率を増加させ、同時に、硬さを制御し、耐摩耗性に優れたレールを提供することができる。   Moreover, in the open technology of patent document 2, using hypereutectoid steel (C: more than 0.85 to 1.20%), the cementite volume ratio in the lamella in the pearlite structure is increased, and at the same time, the hardness is increased. The rail can be controlled and has excellent wear resistance.

しかし、特許文献1〜2の開示技術では、パーライト組織中のセメタイト相の体積比率を増加させる、すなわち、鋼の炭素量を増加させることにより、ある一定レベルの耐摩耗性の向上が図れる。しかし、パーライト組織自体の延性が著しく低下し、レール折損が発生しやすくなるいという問題点があった。さらに、レールの延性に有害な初析セメンタイト組織が生成しやすくなり、レール折損が発生しやすくなるいという問題点があった。   However, in the disclosed technologies of Patent Documents 1 and 2, a certain level of wear resistance can be improved by increasing the volume ratio of the cemetite phase in the pearlite structure, that is, by increasing the carbon content of the steel. However, there is a problem that the ductility of the pearlite structure itself is remarkably lowered and the rail breakage is liable to occur. Furthermore, there is a problem that a pro-eutectoid cementite structure which is harmful to the ductility of the rail is likely to be generated and the rail breakage is likely to occur.

特開平8−144016号公報JP-A-8-144016 特開平8−246100号公報JP-A-8-246100

このような背景から、パーライト組織の耐摩耗性を向上させ、同時に、延性を向上させた耐摩耗性および延性に優れたパーライト系レールの提供が望まれるようになった。   Against this background, it has been desired to provide a pearlite rail that has improved wear resistance of the pearlite structure and at the same time has improved wear resistance and ductility.

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑み案出されたものであり、その目的とするところは、重荷重鉄道のレールで要求される、頭部の耐摩耗性と延性を同時に向上させることを目的としたものである。   Therefore, the present invention has been devised in view of the above-mentioned problems, and its object is to simultaneously improve the head wear resistance and ductility required for heavy-duty railroad rails. It is aimed at.

(1)質量%で、C:0.65〜1.20%、Si:0.05〜2.00%、Mn:0.05〜2.00%、Co:0.05〜0.50%、Ni:0.10〜2.25%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼レールにおいて、Niに対するCo含有量の比であるNi質量%/Co質量%が2.0〜4.5の範囲であり、該鋼レールの頭表部の少なくとも一部がパーライト組織であることを特徴とする耐摩耗性および延性に優れたパーライト系レール。 (1) By mass%, C: 0.65 to 1.20%, Si: 0.05 to 2.00%, Mn: 0.05 to 2.00%, Co: 0.05 to 0.50% In a steel rail containing Ni: 0.10 to 2.25% and the balance being Fe and inevitable impurities, Ni mass% / Co mass%, which is a ratio of Co content to Ni, is 2.0 to 4 A pearlite rail excellent in wear resistance and ductility, characterized in that at least part of the head surface of the steel rail has a pearlite structure.

(2)上記(1)において、C:0.90〜1.20%の範囲であることを特徴とする耐摩耗性および延性に優れたパーライト系レール。 (2) A pearlite rail excellent in wear resistance and ductility, characterized in that in the above (1), C is in the range of 0.90 to 1.20%.

(3)また、上記(1)又は(2)のレールには、質量%でさらに、下記[1]〜[8]の成分を選択的に含有させることができる
[1]Cr:0.01〜2.00%、Mo:0.01〜0.50%の1種または2種、
[2]V:0.005〜0.50%、Nb:0.002〜0.050%の1種または2種、
[3]B:0.0001〜0.0050%の1種、
[4]Cu:0.05〜1.00%の1種、
[5]Ti:0.0050〜0.0500%、Mg:0.0005〜0.0200%、Ca:0.0005〜0.0150%の1種または2種以上、
[6]Al:0.0100〜1.00%の1種、
[7]Zr:0.0001〜0.2000%の1種、
[8]N:0.0060〜0.0200%の1種、
を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる。
(3) Moreover, the rail of said (1) or (2) can be made to selectively contain the following [1]-[8] further by the mass%.
[1] One or two of Cr: 0.01 to 2.00%, Mo: 0.01 to 0.50%,
[2] V: 0.005 to 0.50%, Nb: 0.002 to 0.050%, 1 type or 2 types,
[3] B: One of 0.0001 to 0.0050%,
[4] Cu: 0.05% to 1.00%,
[5] One or more of Ti: 0.0050 to 0.0500%, Mg: 0.0005 to 0.0200%, Ca: 0.0005 to 0.0150%,
[6] Al: one type of 0.0100 to 1.00%,
[7] Zr: one of 0.0001 to 0.2000%,
[8] N: one kind of 0.0060 to 0.0200%,
It consists of the remainder Fe and inevitable impurities.

(4)上記(1)〜(3)のいずれかのレールにおいて、前記鋼レールにおける頭部コーナー部および頭頂部表面を起点として、少なくとも深さ20mmの範囲がパーライト組織であり、かつ、その硬さがHv320〜500の範囲であることを特徴とする耐摩耗性および延性に優れたパーライト系レール。 (4) In the rail of any one of the above (1) to (3), at least a range of 20 mm in depth is a pearlite structure starting from the head corner portion and the top surface of the steel rail, and its hard A pearlite rail excellent in wear resistance and ductility, characterized in that the length is in the range of Hv 320 to 500.

レール鋼の成分、すなわち、CoとNiを複合添加し、Ni/Coの比率をある一定の範囲に納めることにより、パーライト組織の耐摩耗性と延性を向上させ、また、組織と硬さを制御することにより、重荷重鉄道に使用されるレールの使用寿命を向上させることが可能となる。   Rail steel components, ie, Co and Ni, are added together to keep the Ni / Co ratio within a certain range, thereby improving the wear resistance and ductility of the pearlite structure and controlling the structure and hardness. By doing so, it becomes possible to improve the service life of the rail used for heavy-duty railway.

以下に本発明を実施する形態として、耐摩耗性および延性に優れたパーライト系レールにつき、詳細に説明する。以下、組成における質量は、単に%と記載する。   Hereinafter, a pearlite rail excellent in wear resistance and ductility will be described in detail as an embodiment of the present invention. Hereinafter, the mass in the composition is simply described as%.

まず、本発明者らはレール鋼の摩耗特性を支配している因子を明らかにするため、まず、長期間上記のような実軌道で使用され、車輪との接触により十分に摩耗したレール頭部の摩耗面の微視組織を観察した。その結果、レール頭部の摩耗面では、基地パーライト組織のフェライト相とセメンタイト相のラメラ構造が微細となり、さらに、部分的にはラメラ構造が消失し、破砕された硬質のセメンタイト相と微細なフェライト組織からなる組織形態であることを確認した。   First, in order to clarify the factors governing the wear characteristics of rail steel, the inventors first used a rail head that has been used for a long time on an actual track as described above and was sufficiently worn by contact with the wheel. The microstructure of the worn surface was observed. As a result, the lamellar structure of the ferrite phase and cementite phase of the base pearlite structure becomes fine on the wear surface of the rail head, and in addition, the lamellar structure disappears partially, and the crushed hard cementite phase and fine ferrite It was confirmed that the organization was composed of organizations.

さらに、本発明者らはレールの摩耗と組織変化の関係を調査した。その結果、耐摩耗性に優れたレール頭部の摩耗面の組織は、ラメラ構造が微細であり、さらに、フェライト粒径が微細化していることが確認された。   Furthermore, the present inventors investigated the relationship between rail wear and structural changes. As a result, it was confirmed that the structure of the wear surface of the rail head having excellent wear resistance has a fine lamella structure and a fine ferrite particle size.

これまでの実験室での検討から、これらの組織を微細化するには、硬質なセメンタイト相の体積比率の増加が有効なことが確認されている。しかし、セメンタイト相の体積比率の増加、すなわち、炭素量の増加は、鋼の延性を大きく低下させる。そこで、本発明者らは、鋼の炭素量を増加させずに摩耗面の組織を微細化する方法を検討した。様々な合金元素を検討した結果、一定量のCoを添加することにより、摩耗面のラメラ構造やフェライト粒径が微細化し、パーライト鋼の耐摩耗性がより一層向上することを見出した。   From previous laboratory studies, it has been confirmed that increasing the volume ratio of the hard cementite phase is effective in refining these structures. However, an increase in the volume ratio of the cementite phase, that is, an increase in the amount of carbon greatly reduces the ductility of the steel. Therefore, the present inventors have studied a method for refining the structure of the wear surface without increasing the carbon content of the steel. As a result of examining various alloy elements, it was found that the addition of a certain amount of Co refines the lamellar structure and ferrite grain size of the wear surface and further improves the wear resistance of pearlite steel.

そこで、Co添加鋼の変態特性を実験室的に評価した。炭素量1.00%Cのレール鋼をベースに、Coの添加量を変化させた材料を溶製し、レール相当の圧延条件を模擬した加熱冷却実験を行い、変態特性を調査した。その結果、Co添加鋼はパーライト変態を促進させると同時に、高炭素鋼の脆化要因となる初析セメンタイト組織の生成を抑制することが確認され、レールのような高炭素鋼においては、Co添加鋼は耐摩耗性とパーライト変態特性を安定させる元素として極めて有効な合金であることが明らかとなった。   Therefore, the transformation characteristics of the Co-added steel were evaluated in the laboratory. Based on rail steel having a carbon content of 1.00% C, a material in which the amount of Co was changed was melted, and a heating / cooling experiment simulating rolling conditions corresponding to the rail was conducted to investigate the transformation characteristics. As a result, it was confirmed that Co-added steel promotes pearlite transformation and at the same time suppresses the formation of proeutectoid cementite structure, which is a cause of embrittlement of high-carbon steel. It was found that steel is an extremely effective alloy as an element that stabilizes wear resistance and pearlite transformation characteristics.

さらに、Co添加鋼の延性を実験室的に評価した。炭素量0.65〜1.20%Cのレール鋼をベースに、Coを0.20%添加した材料を溶製し、レール相当の圧延条件を模擬したラボ圧延実験を行い、引張試験により延性を調査した。なお、素材の硬さは熱処理条件の制御によりHv400レベルに揃えた。   Furthermore, the ductility of the Co-added steel was evaluated experimentally. Based on rail steel with a carbon content of 0.65 to 1.20% C, a material with 0.20% Co added was melted, and a laboratory rolling experiment simulating rolling conditions equivalent to the rail was conducted. investigated. The hardness of the material was adjusted to the Hv400 level by controlling the heat treatment conditions.

図1に炭素量と全伸び値との関係を示す。いずれの炭素量においてもCoを添加することにより、全伸び値は低下することが確認された。   FIG. 1 shows the relationship between the amount of carbon and the total elongation value. It was confirmed that the total elongation value decreased by adding Co at any carbon content.

さらに、本発明者らはCo添加による全伸び値の低下を改善する方法を検討した。まず、Co添加による延性低下原因を解明した。引張試験片の組織観察を行った結果、フェライト相に多数のクラックの存在が確認され、Co添加によりパーライト組織のフェライト相が脆化していることが分かった。   Furthermore, the present inventors examined a method for improving the decrease in the total elongation value due to the addition of Co. First, the cause of ductility reduction due to Co addition was clarified. As a result of observing the structure of the tensile test piece, it was confirmed that a number of cracks were present in the ferrite phase, and the ferrite phase of the pearlite structure was embrittled by the addition of Co.

そこで、フェライト相の脆化を抑制する方法を検討した。炭素量0.65〜1.20%、さらに、Coを0.20%添加したレール鋼をベースに、合金変化させた材料を溶製し、レール相当の圧延条件を模擬したラボ圧延実験を行い、引張試験により延性を評価した。なお、素材の硬さは熱処理条件の制御によりHv400レベルに揃えた。   Therefore, a method for suppressing embrittlement of the ferrite phase was examined. Based on rail steel with 0.65 to 1.20% carbon and 0.20% Co added, the alloy-altered material was melted, and lab rolling experiments were performed simulating rolling conditions equivalent to rails. The ductility was evaluated by a tensile test. The hardness of the material was adjusted to the Hv400 level by controlling the heat treatment conditions.

図1に上記材料にNiを0.50%添加した鋼の結果を合わせて示す。一定量のNiを添加することにより、Co添加によるフェライト相の脆化が抑制され、全伸び値の低下が防止できることが確認された。   FIG. 1 also shows the results of steel obtained by adding 0.50% Ni to the above materials. It was confirmed that by adding a certain amount of Ni, embrittlement of the ferrite phase due to the addition of Co is suppressed, and a decrease in the total elongation value can be prevented.

さらに、本発明者らは上記のNi添加量の最適範囲を検討した。炭素量1.00%の鋼、さらにCoを0.05%、0.20%、0.50%添加した1.00%Cの鋼をベースに、Ni添加量を変化させた材料を溶製し、レール相当の圧延条件を模擬したラボ圧延実験を行い、引張試験と摩耗試験を行い、延性や耐摩耗性におよぼすNi添加量の影響を調査した。なお、素材の硬さは熱処理条件の制御によりHv400レベルに揃えた。   Furthermore, the present inventors examined the optimal range of said Ni addition amount. Based on steel with carbon content of 1.00% and steel with 1.00% C added with 0.05%, 0.20% and 0.50% Co, the material with varying Ni content was melted. Then, lab rolling experiments simulating rolling conditions equivalent to rails were conducted, tensile tests and wear tests were conducted, and the effects of Ni addition on ductility and wear resistance were investigated. The hardness of the material was adjusted to the Hv400 level by controlling the heat treatment conditions.

図2にNi添加量と全伸び値の関係を示す。Ni添加量が少ないと全伸び値には大きな変化は認められず、Ni添加量がある一定量以上になると全伸び値が増加し、延性が向上することが確認され、延性向上についてはNi添加量に下限値が存在することが明らかとなった。さらに、ここで、Co添加量とNi添加量の比率に着目すると、いずれのCo添加量においてもNi/Coの比率が2.0未満では全伸び値は向上せず、Ni/Coの比率が2.0以上で全伸び値が向上することが確認された。   FIG. 2 shows the relationship between the Ni addition amount and the total elongation value. When the Ni addition amount is small, no significant change is observed in the total elongation value, and when the Ni addition amount exceeds a certain amount, it is confirmed that the total elongation value increases and the ductility is improved. It became clear that there was a lower limit on the amount. Further, when attention is paid to the ratio between the Co addition amount and the Ni addition amount, the total elongation value is not improved when the Ni / Co ratio is less than 2.0 at any Co addition amount, and the Ni / Co ratio is It was confirmed that the total elongation value was improved at 2.0 or more.

次に、本発明者らは摩耗特性を検討した。図3にNi添加量と摩耗量の関係を示す。なお、摩耗試験は本発明の実施例で示した摩耗試験機を使用し、同一条件で試験を実施した。Ni添加量が少ない場合、摩耗量には大きな変化は認められず、Ni添加量がある一定量以上になると摩耗量が大きく増加し、耐摩耗性が低下することが確認された。このことは、Niを添加すると、ころがり面でのラメラ構造やフェライト粒径の微細化が抑制され、加工硬化が抑制されることに起因している。これらの結果から、耐摩耗性を確保するにはNi添加量に上限値が存在することが明らかとなった。さらに、ここで、Co添加量とNi添加量の比率に着目すると、いずれのCo添加量においてもNi/Coの比率が4.5以下では耐摩耗性の低下は認められず、Ni/Coの比率が4.5を超えると耐摩耗性が低下することが確認された。   Next, the present inventors examined wear characteristics. FIG. 3 shows the relationship between the Ni addition amount and the wear amount. The wear test was performed under the same conditions using the wear tester shown in the examples of the present invention. When the amount of added Ni is small, no significant change is observed in the amount of wear, and it was confirmed that when the amount of added Ni exceeds a certain amount, the amount of wear increases greatly and wear resistance decreases. This is because when Ni is added, the lamellar structure on the rolling surface and the refinement of the ferrite grain size are suppressed, and work hardening is suppressed. From these results, it became clear that there is an upper limit for the amount of Ni added to ensure wear resistance. Further, when attention is paid to the ratio of the Co addition amount and the Ni addition amount, no decrease in wear resistance is observed when the Ni / Co ratio is 4.5 or less at any Co addition amount. It was confirmed that when the ratio exceeds 4.5, the wear resistance is lowered.

これらの材質試験の結果から、Co添加鋼において延性を改善するには、Niの添加が有効であることが確認されたが、延性を確実に向上させ、耐摩耗性を確保するには、Ni添加量に最適な範囲が存在し、その最適な範囲はNi/Coの比率をある一定の範囲に納めることにより制御できることを新たに知見した。   From the results of these material tests, it was confirmed that the addition of Ni is effective for improving the ductility in the Co-added steel. However, in order to reliably improve the ductility and ensure the wear resistance, Ni It has been newly found that there is an optimum range for the addition amount, and that the optimum range can be controlled by keeping the Ni / Co ratio within a certain range.

すなわち、本発明は、高炭素含有の鋼レールにおいて、CoとNiを複合添加し、Ni/Coの比率をある一定の範囲に納めることにより、パーライト組織の耐摩耗性と延性を向上させ、レールの使用寿命を向上させることを目的としたパーライト系レールに関するものである。   That is, the present invention improves the wear resistance and ductility of the pearlite structure by adding Co and Ni in a high carbon content steel rail and keeping the Ni / Co ratio within a certain range. The present invention relates to a pearlite rail for the purpose of improving the service life of the steel.

次に、本発明の限定理由について詳細に説明する。以下、組成における質量%は、単に%と記載する。   Next, the reason for limitation of the present invention will be described in detail. Hereinafter, the mass% in the composition is simply described as%.

(1)化学成分の限定理由
請求項1において、レール鋼の化学成分を上記請求範囲に限定した理由について詳細に説明する。
(1) Reason for limitation of chemical component In claim 1, the reason why the chemical component of the rail steel is limited to the above-mentioned claims will be described in detail.

Cは、パーライト変態を促進させて、かつ、耐摩耗性を確保する有効な元素である。C量が0.65%未満では、レールに要求される最低限の強度や耐摩耗性が維持できない。また、C量が1.20%を超えると、粗大な初析セメンタイト組織が多量に生成し、耐摩耗性や延性が低下する。このため、C添加量を0.65〜1.20%に限定した。
なお、C量を0.90%以上にすると、耐摩耗性がより一層向上し、レールの使用寿命が一段と改善する。このため、過酷な使用条件の軌道において、レールの耐摩耗性をより一層向上させ、高寿命化を図るには、請求項3に示すように、C添加量を0.90〜1.20%に限定することが望ましい。
C is an effective element that promotes pearlite transformation and ensures wear resistance. If the amount of C is less than 0.65%, the minimum strength and wear resistance required for the rail cannot be maintained. On the other hand, if the C content exceeds 1.20%, a large amount of coarse pro-eutectoid cementite structure is generated, and the wear resistance and ductility are lowered. For this reason, C addition amount was limited to 0.65-1.20%.
When the C content is 0.90% or more, the wear resistance is further improved, and the service life of the rail is further improved. For this reason, in order to further improve the wear resistance of the rail and increase the life in a track under severe usage conditions, the C addition amount is 0.90 to 1.20% as shown in claim 3. It is desirable to limit to.

Siは、脱酸材として必須の成分である。また、パーライト組織中のフェライト相への固溶強化によりレール頭部の硬度(強度)を上昇させる元素である。さらに、過共析鋼において、初析セメンタイト組織の生成を抑制し、延性の低下を抑制する元素である。しかし、Si量が0.05%未満では、これらの効果が十分に期待できない。また、Si量が2.00%を超えると、熱間圧延時に表面疵が多く生成することや、酸化物の生成により溶接性が低下する。さらに、焼入性が著しく増加し、レールの耐摩耗性や延性に有害なマルテンサイト組織が生成する。このため、Si添加量を0.05〜2.00%に限定した。
Mnは、焼き入れ性を高め、パーライトラメラ間隔を微細化することにより、パーライト組織の硬度を確保し、耐摩耗性を向上させる元素である。しかし、Mn量が0.05%未満では、その効果が小さく、レールに必要とされる耐摩耗性の確保が困難となる。また、Mn量が2.00%を超えると、焼入性が著しく増加し、耐摩耗性や延性に有害なマルテンサイト組織が生成し易くなる。このため、Mn添加量を0.05〜2.00%に限定した。
Si is an essential component as a deoxidizing material. Moreover, it is an element which raises the hardness (strength) of a rail head by the solid solution strengthening to the ferrite phase in a pearlite structure | tissue. Furthermore, in hypereutectoid steel, it is an element that suppresses the formation of proeutectoid cementite structure and suppresses the decrease in ductility. However, when the Si content is less than 0.05%, these effects cannot be expected sufficiently. On the other hand, if the Si content exceeds 2.00%, many surface defects are generated during hot rolling, and weldability is deteriorated due to generation of oxides. Further, the hardenability is remarkably increased, and a martensite structure that is harmful to the wear resistance and ductility of the rail is generated. For this reason, Si addition amount was limited to 0.05 to 2.00%.
Mn is an element that increases the hardenability and refines the pearlite lamella spacing to ensure the hardness of the pearlite structure and improve the wear resistance. However, if the amount of Mn is less than 0.05%, the effect is small, and it is difficult to ensure the wear resistance required for the rail. Moreover, when the amount of Mn exceeds 2.00%, hardenability will increase remarkably and it will become easy to produce | generate the martensitic structure harmful to abrasion resistance and ductility. For this reason, Mn addition amount was limited to 0.05 to 2.00%.

Coは、パーライト組織中のフェライト相に固溶し、レール頭部の摩耗面において、車輪との接触により形成させる微細なフェライト組織をより一層微細化し、耐摩耗性を向上させる元素である。Co量が0.05%未満では、ラメラ構造やフェライト粒径の微細化が図れず、耐摩耗性の向上効果が期待できない。また、Co量が0.50%を超えると、パーライト組織の延性が著しく低下する。また、合金添加コストの増大により経済性が低下する。このため、Co添加量を0.05〜0.50%に限定した。   Co is an element that dissolves in the ferrite phase in the pearlite structure, further refines the fine ferrite structure formed by contact with the wheel on the wear surface of the rail head, and improves the wear resistance. If the amount of Co is less than 0.05%, the lamellar structure and the ferrite grain size cannot be reduced, and the effect of improving wear resistance cannot be expected. On the other hand, if the Co content exceeds 0.50%, the ductility of the pearlite structure is significantly reduced. In addition, the economic efficiency decreases due to the increase in the alloy addition cost. For this reason, the amount of Co added is limited to 0.05 to 0.50%.

Niは、パーライト組織中のフェライト相の延性を向上させ、Co添加による延性低下を抑制すると同時に、固溶強化により高硬度(強度)化を図る元素である。Ni量が0.10%未満では、その効果が著しく小さく、また、Ni量が2.25%を超えると、パーライト組織中のフェライト相の延性が著しく低下することや、パーライト組織の耐摩耗性大きく低下させる。このため、Ni添加量を0.10〜2.25%に限定した。   Ni is an element that improves the ductility of the ferrite phase in the pearlite structure, suppresses the decrease in ductility due to the addition of Co, and at the same time increases the hardness (strength) by solid solution strengthening. When the amount of Ni is less than 0.10%, the effect is remarkably small. When the amount of Ni exceeds 2.25%, the ductility of the ferrite phase in the pearlite structure is significantly reduced, and the wear resistance of the pearlite structure. Decrease greatly. For this reason, Ni addition amount was limited to 0.10-2.25%.

また、上記の成分組成で製造されるレールは、パーライト組織や初析フェライト組織の硬度(強化)の向上、延性の向上、溶接熱影響部の軟化の防止、レール頭部内部の断面硬度分布の制御を図る目的で、Cr、Mo、V、Nb、B、Cu、Ti、Mg、Ca、Al、Zr、Nの元素を必要に応じて添加する。   In addition, the rail manufactured with the above component composition improves the hardness (strengthening) of the pearlite structure and pro-eutectoid ferrite structure, improves the ductility, prevents softening of the weld heat affected zone, and the cross-sectional hardness distribution inside the rail head. For the purpose of control, elements of Cr, Mo, V, Nb, B, Cu, Ti, Mg, Ca, Al, Zr, and N are added as necessary.

ここで、Cr、Moは、パーライトの平衡変態点を上昇させ、主に、パーライトラメラ間隔を微細化することによりパーライト組織の硬度を確保する。V、Nbは、熱間圧延やその後の冷却課程で生成した炭化物や窒化物により、オーステナイト粒の成長を抑制し、さらに、フェライト組織やパーライト組織中に析出硬化することにより、パーライト組織の靭性と硬度を向上させる。また、炭化物や窒化物を安定的に生成させ、溶接継ぎ手熱影響部の軟化を防止する。Bは、パーライト変態温度の冷却速度依存性を低減させ、レール頭部の硬度分布を均一にする。Cuは、フェライト組織やパーライト組織中のフェライトに固溶し、パーライト組織の硬度を高める。Tiは、熱影響部の組織の微細化を図り、溶接継ぎ手部の脆化を防止する。Mg、Caは、レール圧延時においてオーステナイト粒の微細化を図り、同時に、フェライトやパーライト変態を促進し、靭性を向上させる。Alは、共析変態温度を高温側へ移動させ、パーライト組織の硬度を高める。Zrは、ZrO介在物が高炭素レール鋼の凝固核となり、凝固組織の等軸晶化率を高めることにより、鋳片中心部の偏析帯の形成を抑制し、レールの延性低下を防止する。Nはオーステナイト粒界からのパーライト変態を促進させ、パーライト組織を微細にすることより、延性を向上させることが主な添加目的である。 Here, Cr and Mo increase the equilibrium transformation point of pearlite, and ensure the hardness of the pearlite structure mainly by reducing the pearlite lamella spacing. V, Nb suppresses the growth of austenite grains by carbides and nitrides generated in the hot rolling and subsequent cooling process, and further precipitates and hardens in the ferrite structure and pearlite structure. Improve hardness. In addition, carbides and nitrides are stably generated, and the weld joint heat-affected zone is prevented from being softened. B reduces the cooling rate dependence of the pearlite transformation temperature and makes the hardness distribution of the rail head uniform. Cu dissolves in the ferrite in the ferrite structure or pearlite structure, and increases the hardness of the pearlite structure. Ti refines the structure of the heat-affected zone and prevents embrittlement of the weld joint. Mg and Ca reduce the austenite grains during rail rolling, and at the same time, promote ferrite and pearlite transformation and improve toughness. Al moves the eutectoid transformation temperature to the high temperature side and increases the hardness of the pearlite structure. Zr suppresses the formation of segregation zone at the center of the slab and prevents the deterioration of the ductility of the rail by increasing the equiaxed crystallization rate of the solidification structure by the inclusion of ZrO 2 inclusions as the solidification nucleus of the high carbon rail steel. . N is mainly intended to improve ductility by promoting pearlite transformation from the austenite grain boundary and making the pearlite structure fine.

これらの成分の限定理由について、以下に詳細に説明する。
Crは、平衡変態温度を上昇させ、結果としてフェライト組織やパーライト組織を微細にして高硬度(強度)化に寄与すると同時に、セメンタイト相を強化して、パーライト組織の硬度(強度)を向上させる元素であるが、Cr量が0.01%未満ではその効果は小さく、レール鋼の硬度を向上させる効果が全く見られなくなる。また、Cr量2.00%を超える過剰な添加を行うと、焼入れ性が増加し、マルテンサイト組織が生成し、頭部コーナー部や頭頂部にマルテンサイト組織を起点としたスポーリグ損傷が発生し、耐表面損傷性が低下する。このため、Cr添加量を0.01〜2.00%に限定した。
Moは、Crと同様に平衡変態温度を上昇させ、結果としてフェライト組織やパーライト組織を微細にすることにより高硬度(強度)化に寄与し、硬度(強度)を向上させる元素であるが、Mo量が0.01%未満ではその効果が小さく、レール鋼の硬度を向上させる効果が全く見られなくなる。また、Mo量が0.50%を超える過剰な添加を行うと、変態速度が著しく低下し、頭部コーナー部や頭頂部にマルテンサイト組織を起点としたスポーリグ損傷が発生し、耐表面損傷性が低下する。このため、Mo添加量を0.01〜0.50%に限定した。
The reasons for limiting these components will be described in detail below.
Cr increases the equilibrium transformation temperature, and as a result, refines the ferrite structure and pearlite structure to contribute to higher hardness (strength), and at the same time, strengthens the cementite phase and improves the hardness (strength) of the pearlite structure. However, when the Cr content is less than 0.01%, the effect is small, and the effect of improving the hardness of the rail steel is not seen at all. Moreover, if excessive addition exceeding Cr content of 2.00% is performed, the hardenability increases, a martensite structure is generated, and the sprig damage starting from the martensite structure occurs at the head corner or the top of the head. , Surface damage resistance is reduced. For this reason, Cr addition amount was limited to 0.01 to 2.00%.
Mo, like Cr, is an element that increases the equilibrium transformation temperature and, as a result, contributes to higher hardness (strength) by making the ferrite structure and pearlite structure finer, and improves hardness (strength). If the amount is less than 0.01%, the effect is small, and the effect of improving the hardness of the rail steel is not seen at all. In addition, when the Mo amount exceeds 0.50%, the transformation rate is remarkably reduced, and sprig damage starting from the martensite structure occurs at the head corner and the top of the head, resulting in surface damage resistance. Decreases. For this reason, Mo addition amount was limited to 0.01 to 0.50%.

Vは、高温度に加熱する熱処理が行われる場合に、V炭化物やV窒化物のピニング効果により、オーステナイト粒を微細化し、さらに、熱間圧延後の冷却課程で生成したV炭化物、V窒化物による析出硬化により、フェライト組織やパーライト組織の硬度(強度)を高めると同時に、延性を向上させるのに有効な元素である。また、Ac1点以下の温度域に再加熱された熱影響部において、比較的高温度域でV炭化物やV窒化物を生成させ、溶接継ぎ手熱影響部の軟化を防止するのに有効な元素である。しかし、V量が0.005%未満ではその効果が十分に期待できず、フェライト組織やパーライト組織の硬度の向上や延性の改善は認められない。また、V量が0.50%を超えると、Vの炭化物や窒化物の析出硬化が過剰となり、フェライト組織やパーライト組織の延性が低下し、頭部コーナー部や頭頂部にスポーリグ損傷が発生し、耐表面損傷性が低下する。このため、V添加量を0.005〜0.50%に限定した。   V is a V carbide or V nitride produced by a cooling process after hot rolling by refining austenite grains due to the pinning effect of V carbide or V nitride when heat treatment is performed at a high temperature. It is an element effective for improving the ductility by increasing the hardness (strength) of ferrite structure and pearlite structure by precipitation hardening. In addition, it is an element effective in preventing V softening of the weld joint heat affected zone by generating V carbide and V nitride in a relatively high temperature range in the heat affected zone reheated to a temperature range below Ac1 point. is there. However, if the amount of V is less than 0.005%, the effect cannot be sufficiently expected, and no improvement in the hardness or ductility of the ferrite structure or pearlite structure is observed. If the V content exceeds 0.50%, the precipitation and hardening of V carbides and nitrides will be excessive, the ductility of the ferrite structure and pearlite structure will be reduced, and sprig damage will occur at the head corner and the top of the head. , Surface damage resistance is reduced. For this reason, V addition amount was limited to 0.005-0.50%.

Nbは、Vと同様に、高温度に加熱する熱処理が行われる場合に、Nb炭化物やNb窒化物のピニング効果により、オーステナイト粒を微細化し、さらに、熱間圧延後の冷却課程で生成したNb炭化物、Nb窒化物による析出硬化により、フェライト組織やパーライト組織の硬度(強度)を高めると同時に、延性を向上させるのに有効な元素である。また、Ac1点以下の温度域に再加熱された熱影響部において、低温度域から高温度域までNbの炭化物やNb窒化物を安定的に生成させ、溶接継ぎ手熱影響部の軟化を防止するのに有効な元素である。しかし、その効果は、Nb量が0.002%未満では、その効果が期待できず、フェライト組織やパーライト組織の硬度の向上や靭性の改善は認められない。また、Nb量が0.050%を超えると、Nbの炭化物や窒化物の析出硬化が過剰となり、フェライト組織やパーライト組織の延性が低下し、頭部コーナー部や頭頂部にスポーリグ損傷が発生し、耐表面損傷性が低下する。このため、Nb添加量を0.002〜0.050%に限定した。   Nb, like V, is refined by the pinning effect of Nb carbide or Nb nitride when heat treatment is performed at a high temperature, and further Nb produced in the cooling process after hot rolling. It is an element effective for improving the ductility as well as increasing the hardness (strength) of ferrite structure and pearlite structure by precipitation hardening with carbide and Nb nitride. Moreover, in the heat affected zone reheated to a temperature range below the Ac1 point, Nb carbide and Nb nitride are stably generated from the low temperature range to the high temperature range, and the weld joint heat affected zone is prevented from being softened. It is an effective element. However, when the Nb content is less than 0.002%, the effect cannot be expected, and no improvement in hardness or toughness of the ferrite structure or pearlite structure is observed. If the Nb content exceeds 0.050%, the precipitation hardening of Nb carbides and nitrides becomes excessive, the ductility of the ferrite structure and pearlite structure decreases, and the sprig damage occurs at the head corner and the top of the head. , Surface damage resistance is reduced. For this reason, the amount of Nb added is limited to 0.002 to 0.050%.

Bは、オーステナイト粒界に鉄炭ほう化物(Fe23(CB)6)を形成し、パーライト変態の促進効果により、パーライト変態温度の冷却速度依存性を低減させ、頭表面から内部までより均一な硬度分布をレールに付与し、レールを高寿命化する元素であるが、B量が0.0001%未満では、その効果が十分でなく、レール頭部の硬度分布には改善が認められない。また、B量が0.0050%を超えると、粗大な鉄炭ほう化物が生成し、延性や靭性の低下を招く。このため、B添加量を0.0001〜0.0050%に限定した。   B forms iron boride (Fe23 (CB) 6) at the austenite grain boundary, reduces the cooling rate dependence of the pearlite transformation temperature due to the accelerating effect of the pearlite transformation, and has a more uniform hardness from the head surface to the inside. An element that imparts a distribution to the rail and prolongs the life of the rail. However, if the amount of B is less than 0.0001%, the effect is not sufficient, and the hardness distribution of the rail head is not improved. On the other hand, if the amount of B exceeds 0.0050%, a coarse borohydride is formed, resulting in a decrease in ductility and toughness. For this reason, B addition amount was limited to 0.0001 to 0.0050%.

Cuは、フェライト組織やパーライト組織中のフェライト相に固溶し、固溶強化によりパーライト組織の硬度(強度)を向上させる元素であるが、Cu量が0.05%未満では、その効果が期待できない。また、Cu量が1.00%を超えると、著しい焼入れ性向上により延性に有害なマルテンサイト組織が生成し、頭部コーナー部や頭頂部にスポーリグ損傷が発生し、耐表面損傷性が低下する。このため、Cu量を0.05〜1.00%に限定した。   Cu is an element that dissolves in the ferrite phase in the ferrite structure and pearlite structure and improves the hardness (strength) of the pearlite structure by solid solution strengthening, but the effect is expected when the Cu content is less than 0.05%. Can not. Further, if the Cu content exceeds 1.00%, martensite structure harmful to ductility is generated due to remarkable hardenability improvement, and sprig damage occurs in the head corner portion and the top of the head, and the surface damage resistance decreases. . For this reason, the amount of Cu was limited to 0.05 to 1.00%.

Tiは、溶接時の再加熱において析出したTiの炭化物、Tiの窒化物が溶解しないことを利用して、オーステナイト域まで加熱される熱影響部の組織の微細化を図り、溶接継ぎ手部の脆化を防止するのに有効な成分である。しかし、Ti量が0.0050%未満ではその効果が少なく、Ti量が0.0500%を超えると、粗大なTiの炭化物、Tiの窒化物が生成して、レールの靭性が低下すると同時に、粗大な析出物から疲労損傷が発生する。このため、Ti添加量を0.0050〜0.050%に限定した。   By utilizing the fact that Ti carbide and Ti nitride precipitated during reheating during welding are not dissolved, the structure of the heat-affected zone heated to the austenite region is refined and brittleness of the welded joint is achieved. It is an effective ingredient for preventing oxidization. However, if the Ti amount is less than 0.0050%, the effect is small, and if the Ti amount exceeds 0.0500%, coarse Ti carbides and Ti nitrides are generated, and at the same time, the toughness of the rail is lowered. Fatigue damage occurs from coarse precipitates. For this reason, Ti addition amount was limited to 0.0050 to 0.050%.

Mgは、O、または、SやAl等と結合して微細な酸化物を形成し、レール圧延時の再加熱において、結晶粒の粒成長を抑制し、オーステナイト粒の微細化を図り、フェライト組織やパーライト組織の延性を向上させるのに有効な元素である。さらに、MgO、MgSがMnSを微細に分散させ、MnSの周囲にMnの希薄帯を形成し、フェライトやパーライト変態の生成に寄与し、その結果、主にパーライトブロックサイズを微細化することにより、パーライト組織の延性を向上させるのに有効な元素である。しかし、Mg量が0.0005%未満ではその効果は弱く、Mg量が0.0200%を超えると、Mgの粗大酸化物が生成し、レールの靭性が低下すると同時に、粗大な析出物から疲労損傷が発生する。このため、Mg添加量を0.0005〜0.0200%に限定した。   Mg combines with O, S, Al, or the like to form a fine oxide, suppresses grain growth during reheating during rail rolling, refines austenite grains, and produces a ferrite structure It is an element effective for improving the ductility of pearlite structure. Furthermore, MgO, MgS finely disperses MnS, forms a thin Mn band around MnS, contributes to the generation of ferrite and pearlite transformation, and as a result, mainly by reducing the pearlite block size, It is an element effective for improving the ductility of the pearlite structure. However, if the amount of Mg is less than 0.0005%, the effect is weak. If the amount of Mg exceeds 0.0200%, a coarse oxide of Mg is generated, and the toughness of the rail is lowered, and at the same time, fatigue is caused from coarse precipitates. Damage will occur. For this reason, Mg addition amount was limited to 0.0005 to 0.0200%.

Caは、Sとの結合力が強く、CaSとして硫化物を形成し、さらに、CaSがMnSを微細に分散させ、MnSの周囲にMnの希薄帯を形成し、フェライトやパーライト変態の生成に寄与し、その結果、主に、パーライトブロックサイズを微細化することにより、パーライト組織の延性を向上させるのに有効な元素である。しかし、Ca量が0.0005%未満ではその効果は弱く、Ca量が0.0150%を超えると、Caの粗大酸化物が生成し、レールの靭性を低下させるため、Ca添加量を0.0005〜0.0150%に限定した。   Ca has a strong binding force with S and forms a sulfide as CaS. Furthermore, CaS finely disperses MnS, forming a Mn dilute band around MnS, contributing to the generation of ferrite and pearlite transformation. As a result, the element is effective in improving the ductility of the pearlite structure mainly by reducing the pearlite block size. However, when the Ca content is less than 0.0005%, the effect is weak. When the Ca content exceeds 0.0150%, a coarse oxide of Ca is generated and the toughness of the rail is reduced. It was limited to 0005 to 0.0150%.

Alは、脱酸材として必須の成分である。また、共析変態温度を高温側へ移動させる元素であり、パーライト組織の高硬度(強度)化に寄与する元素であるが、Al量が0.0100%未満では、その効果が弱い。また、Al量が1.00%を超えると、鋼中に固溶させることが困難となり、粗大なアルミナ系介在物が生成し、レールの靭性が低下すると同時に、粗大な析出物から疲労損傷が発生する。さらに、溶接時に酸化物が生成し、溶接性が著しく低下するため、Al添加量を0.0100〜1.00%に限定した。   Al is an essential component as a deoxidizing material. Moreover, although it is an element which moves a eutectoid transformation temperature to the high temperature side and contributes to high hardness (strength) of a pearlite structure | tissue, the effect is weak if Al amount is less than 0.0100%. Also, if the Al content exceeds 1.00%, it becomes difficult to make a solid solution in the steel, coarse alumina inclusions are generated, the toughness of the rail is lowered, and at the same time fatigue damage is caused from the coarse precipitates. appear. Furthermore, since oxides are generated during welding and weldability is remarkably reduced, the amount of Al added is limited to 0.0100 to 1.00%.

Zrは、ZrO介在物がγ−Feとの格子整合性が良いため、γ−Feが凝固初晶である高炭素レール鋼の凝固核となり、凝固組織の等軸晶化率を高めることにより、鋳片中心部の偏析帯の形成を抑制し、偏析部の特性を向上させる元素である。しかし、Zr量が0.0001%以下では、ZrO系介在物の数が少なく、凝固核として十分な作用を示さない。また、Zr量が0.2000%を超えると、粗大Zr系介在物が多量に生成し、靭性が低下すると同時に、粗大な析出物から疲労損傷が発生する。このため、Zr量を0.0001〜0.2000%に限定した。 Zr has a good lattice matching with γ-Fe because ZrO 2 inclusions have a good lattice matching with γ-Fe, so that γ-Fe becomes a solidification nucleus of high-carbon rail steel that is a solidification primary crystal and increases the equiaxed crystallization rate of the solidification structure An element that suppresses the formation of a segregation band at the center of the slab and improves the characteristics of the segregation. However, when the amount of Zr is 0.0001% or less, the number of ZrO 2 inclusions is small, and a sufficient action as a solidification nucleus is not exhibited. On the other hand, when the amount of Zr exceeds 0.2000%, a large amount of coarse Zr-based inclusions are generated, and the toughness is lowered, and at the same time, fatigue damage occurs from the coarse precipitates. For this reason, the amount of Zr was limited to 0.0001 to 0.2000%.

Nは、オーステナイト粒界に偏析することにより、オーステナイト粒界からのフェライトやパーライト変態を促進させ、主に、パーライトブロックサイズを微細化することにより、延性を向上させるのに有効な元素である。しかし、N量が0.0060%未満では、その効果が弱い。N量が0.0200%を超えると、鋼中に固溶させることが困難となり、疲労損傷の起点となる気泡が生成し、レール頭部内部に疲労損傷が発生する。このため、N添加量を0.0060〜0.0200%に限定した。   N is an element effective for improving ductility by mainly segregating at the austenite grain boundary to promote ferrite and pearlite transformation from the austenite grain boundary and mainly by reducing the pearlite block size. However, if the N content is less than 0.0060%, the effect is weak. When the N content exceeds 0.0200%, it becomes difficult to make a solid solution in the steel, and bubbles that become the starting point of fatigue damage are generated, and fatigue damage occurs inside the rail head. For this reason, N addition amount was limited to 0.0060-0.0200%.

上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溶製を行い、この溶鋼を造塊・分塊法あるいは連続鋳造法、さらに熱間圧延を経てレールとして製造される。   Rail steel composed of the above components is melted in a commonly used melting furnace such as a converter, electric furnace, etc., and this molten steel is ingot-bundled, continuously cast, or hot. It is manufactured as a rail after rolling.

(2)Niに対するCo含有量の比(Ni/Co、質量%)の限定範囲
次に、Niに対するCo含有量の比(Ni/Co、質量%)を2.0〜4.5の範囲に限定した理由について説明する。
(2) Limited range of ratio of Ni to Co content (Ni / Co, mass%) Next, the ratio of Ni to Co content (Ni / Co, mass%) is set to a range of 2.0 to 4.5. The reason for the limitation will be described.

Ni/Coが2.0未満になると、図2に示したように、フェライト相の脆化が抑制できす、その結果、延性改善効果が認められず、Co添加鋼の延性は向上しない。また、Ni/Coが4.5を超えると、図3に示したように、ころがり面でのラメラ構造やフェライト粒径の微細化が抑制され、その結果、加工硬化が抑制され、Co添加鋼の耐摩耗性が大きく低下する。このため、Ni/Coを2.0〜4.5の範囲に限定した。   When Ni / Co is less than 2.0, as shown in FIG. 2, embrittlement of the ferrite phase can be suppressed. As a result, the effect of improving ductility is not recognized, and the ductility of the Co-added steel is not improved. Moreover, when Ni / Co exceeds 4.5, as shown in FIG. 3, the lamellar structure on the rolling surface and the refinement of the ferrite grain size are suppressed, and as a result, work hardening is suppressed, and the Co-added steel is suppressed. The wear resistance of the material is greatly reduced. For this reason, Ni / Co was limited to the range of 2.0-4.5.

また、Niに対するCo含有量の比(Ni/Co、質量%)は、2.0〜4.2の範囲がより好ましく、2.3〜4.2の範囲がさらに好ましい。この理由は以下のとおりである。Ni/Coを2.0〜4.2の範囲に制御すると、延性と耐摩耗性の改善効果が安定的に得られ、さらにNi/Coを2.3〜4.2の範囲に制御すると、延性と耐摩耗性の改善効果がさらに安定的に得られ、レールの耐摩耗性と延性のバランスが最も良くなる。   The ratio of Ni content to Ni (Ni / Co, mass%) is more preferably in the range of 2.0 to 4.2, and still more preferably in the range of 2.3 to 4.2. The reason for this is as follows. When Ni / Co is controlled in the range of 2.0 to 4.2, the effect of improving ductility and wear resistance is stably obtained, and when Ni / Co is controlled in the range of 2.3 to 4.2, The effect of improving ductility and wear resistance can be obtained more stably, and the balance between the wear resistance and ductility of the rail becomes the best.

(3)レール頭部のパーライト組織の硬さとその範囲の限定理由
次に、頭部コーナー部および頭頂部表面を起点として、少なくとも深さ20mmの範囲を、硬さHv320〜500の範囲のパーライト組織に限定した理由について説明する。
(3) Hardness of pearlite structure of rail head and reason for limitation of the range Next, a pearlite structure having a depth of at least 20 mm and a hardness of Hv320 to 500 starting from the head corner and the top surface. The reason for the limitation will be described.

まず、硬さHv320〜500のパーライト組織の範囲を頭部コーナー部および頭頂部表面を起点として、少なくとも深さ20mmの範囲に限定した理由について説明する。
硬さHv320〜500のパーライト組織の存在する範囲が、頭部コーナー部および頭頂部の該頭部表面を起点として深さ20mm未満では、重荷重鉄道のレールにおいて、耐摩耗性を維持するには小さく、十分なレール使用寿命の向上が図れない。また、硬さHv320〜500のパーライト組織の存在する範囲が、頭部コーナー部および頭頂部の該頭部表面を起点として深さ30mm以上であれば、さらにレール使用寿命が向上し、より望ましい。
First, the reason why the range of the pearlite structure having a hardness of Hv 320 to 500 is limited to a range of at least a depth of 20 mm starting from the head corner and the top surface will be described.
If the range where the pearlite structure having a hardness of Hv 320 to 500 exists is less than 20 mm in depth starting from the head surface at the corner of the head and the top of the head, in order to maintain wear resistance in the rail of heavy-duty railways It is too small to improve the service life of the rail. Moreover, if the range where the pearlite structure | tissue of hardness Hv320-500 exists is 30 mm or more in depth starting from this head surface of a head corner part and a head part, a rail service life will improve further and it is more desirable.

次に、頭部コーナー部および頭頂部の該頭部表面を起点として深さ20mmの範囲のパーライト組織の硬さをHv320〜500の範囲に限定した理由について説明する。
本成分系では、パーライト組織の硬さがHv320未満になると、レール頭部の耐摩耗性の確保が困難となり、レールの使用寿命が低下する。また、ころがり面に塑性変形起因のフレーキング損傷が発生し、レール頭部の耐表面損傷性が大きく低下する。また、パーライト組織の硬さがHv500を超えると、パーライト組織の延性が著しく低下し、ころがり面のスポーリング損傷が発生し、レール頭部の耐表面損傷性が低下する。このためパーライト組織の硬さをHv320〜500の範囲に限定した。
Next, the reason why the hardness of the pearlite structure in the depth range of 20 mm starting from the head surface at the head corner and the top of the head is limited to the range of Hv 320 to 500 will be described.
In this component system, when the hardness of the pearlite structure is less than Hv320, it is difficult to ensure the wear resistance of the rail head, and the service life of the rail is reduced. Further, flaking damage caused by plastic deformation occurs on the rolling surface, and the surface damage resistance of the rail head is greatly reduced. Further, when the hardness of the pearlite structure exceeds Hv500, the ductility of the pearlite structure is remarkably lowered, the spalling damage of the rolling surface is generated, and the surface damage resistance of the rail head is lowered. For this reason, the hardness of the pearlite structure | tissue was limited to the range of Hv320-500.

ここで、図4に本発明の耐摩耗性および延性に優れたパーライト系レールの頭部断面表面位置での呼称、および、硬さHv320〜500のパーライト組織が必要な領域を示す。レール頭部において、1は頭頂部、2は頭部コーナー部であり、頭部コーナー部2の一方は車輪と主に接触するゲージコーナー(G.C.)部である。   Here, FIG. 4 shows the designation of the pearlite rail excellent in wear resistance and ductility according to the present invention at the head cross-sectional surface position, and the region where the pearlite structure having a hardness of Hv 320 to 500 is required. In the rail head portion, 1 is a top portion, 2 is a head corner portion, and one of the head corner portions 2 is a gauge corner (GC) portion that mainly contacts a wheel.

レール頭表部とは、頭部コーナー部、頭頂部表面を起点として深さ5mmまでの範囲を示し、少なくともこの部位に上記の成分範囲のパーライト組織が配置されていれば、レールにおいて耐摩耗性の向上が図れる。   The rail head surface portion indicates a range up to a depth of 5 mm starting from the head corner portion and the top surface, and if the pearlite structure having the above component range is disposed at least in this portion, the rail has wear resistance. Can be improved.

また、硬さHv320〜500のパーライト組織は、頭部コーナー部、頭頂部表面を起点として深さ20mmまでの範囲、すなわち、少なくとも図中の斜線内に配置されていれば、レールの耐摩耗性がより一層確保され、レールの使用寿命の向上が図れる。   In addition, the pearlite structure having a hardness of Hv320 to 500 has a wear resistance of the rail as long as the pearlite structure is arranged in a range up to a depth of 20 mm starting from the head corner portion and the top surface, that is, at least within the oblique line in the figure. Is further secured, and the service life of the rail can be improved.

したがって、硬さHv320〜500のパーライト組織は、車輪とレールが主に接するレール頭部表面近傍に配置することが望ましく、それ以外の部分はパーライト組織以外の金属組織であってもよい。   Therefore, the pearlite structure having a hardness of Hv 320 to 500 is desirably arranged in the vicinity of the rail head surface where the wheel and the rail mainly contact each other, and the other part may be a metal structure other than the pearlite structure.

なお、レール頭部において、硬さHv320〜500のパーライト組織を得る方法としては、圧延後、または、再加熱後のオーステナイト領域のある高温のレール頭部に加速冷却を行うことが望ましい。加速冷却の方法としては、特開平8−246100号公報、特開平9−111352号公報等に記載されているような方法で熱処理を行うことにより、所定の組織と硬さを得ることができる。   As a method for obtaining a pearlite structure having a hardness of Hv 320 to 500 in the rail head, it is desirable to perform accelerated cooling on a high-temperature rail head having an austenite region after rolling or after reheating. As a method of accelerated cooling, a predetermined structure and hardness can be obtained by performing heat treatment by a method as described in JP-A-8-246100, JP-A-9-111352 and the like.

また、本発明レールの頭部金属組織は、上記限定のようなパーライト組織であることが望ましい。しかし、レールの成分系や熱処理製造方法によっては、パーライト組織中に面積率で、5%以下の微量な初析フェライト組織、初析セメンタイト組織、ベイナイト組織やマルテンサイト組織が混入することがある。しかし、これらの組織が混入しても、レール頭部の耐摩耗性および延性には大きな悪影響を及ぼさないため、耐摩耗性および延性に優れたパーライト系レールの組織としては、5%以下の微量な初析フェライト組織、初析セメンタイト組織、ベイナイト組織、マルテンサイト組織の混在も含んでいる。言い換えれば、本発明レールの頭部金属組織は、95%以上がパーライト組織であれば良く、耐摩耗性や延性を十分に確保するためには、頭部金属組織の98%以上をパーライト組織とすることが望ましい。なお、表1及び表2におけるミクロ組織の欄で微量と記載しているのは5%以下の量を意味し、パーライト組織以外の組織において微量と記載していないのは5%超の量を意味する。   The head metal structure of the rail of the present invention is desirably a pearlite structure as described above. However, depending on the component system of the rail and the heat treatment production method, a trace amount of pro-eutectoid ferrite structure, pro-eutectoid cementite structure, bainite structure and martensite structure of 5% or less may be mixed in the pearlite structure. However, even if these structures are mixed, there is no significant adverse effect on the wear resistance and ductility of the rail head, so a pearlite rail structure with excellent wear resistance and ductility is a trace amount of 5% or less. Also included is a pro-eutectoid ferrite structure, pro-eutectoid cementite structure, bainite structure, and martensite structure. In other words, 95% or more of the head metal structure of the rail of the present invention may be a pearlite structure. In order to sufficiently secure wear resistance and ductility, 98% or more of the head metal structure is a pearlite structure. It is desirable to do. In Tables 1 and 2, the amount of 5% or less in the column of microstructure in the column means the amount of 5% or less, and the amount not exceeding 5% in the tissue other than the pearlite structure. means.

次に、本発明の実施例について説明する。
表1に供試レール鋼の化学成分、Ni/Coの値、レール頭部のミクロ組織、硬さを示す。尚、ミクロ組織および硬さは頭表面下2mm位置のデータであり、ミクロ組織におけるパーライトは、面積率で95%以上がパーライト組織であることを意味し、パーライト組織以外の組織の微量は面積率が5%以下であることを意味する。さらに、図5に示す位置から試験片を採取し、図6に示す方法で行った摩耗試験の結果、図7に示す位置から試験片を採取して行った引張試験の結果も併記した。
Next, examples of the present invention will be described.
Table 1 shows the chemical composition of the test rail steel, the Ni / Co value, the microstructure of the rail head, and the hardness. The microstructure and hardness are data at a position 2 mm below the head surface. The pearlite in the microstructure means that the area ratio is 95% or more of the pearlite structure, and the trace amount of the tissue other than the pearlite structure is the area ratio. Is 5% or less. Furthermore, the test piece was sampled from the position shown in FIG. 5, the result of the abrasion test conducted by the method shown in FIG. 6, and the result of the tensile test conducted by collecting the test specimen from the position shown in FIG.

Figure 2010018844
Figure 2010018844

表2は、比較レール鋼の化学成分、Ni/Coの値、レール頭部のミクロ組織、硬さを示す。尚、ミクロ組織および硬さは頭表面下2mm位置のデータであり、ミクロ組織におけるパーライト組織以外の組織は面積率が5%超であることを意味するが、パーライト組織以外の組織の微量は面積率が5%以下であることを意味する。さらに、図5に示す位置から試験片を採取し、図6に示す方法で行った摩耗試験の結果、図7に示す位置から試験片を採取して行った引張試験の結果も併記した。   Table 2 shows the chemical composition, the Ni / Co value, the microstructure of the rail head, and the hardness of the comparative rail steel. Note that the microstructure and hardness are data at a position 2 mm below the head surface, and the structure other than the pearlite structure in the microstructure means that the area ratio is more than 5%, but the trace amount of the tissue other than the pearlite structure is the area. It means that the rate is 5% or less. Furthermore, the test piece was sampled from the position shown in FIG. 5, the result of the abrasion test conducted by the method shown in FIG. 6, and the result of the tensile test conducted by collecting the test specimen from the position shown in FIG.

Figure 2010018844
Figure 2010018844

(1)本発明レール(33本) 符号1〜33
本願発明成分範囲内で、かつ、Ni/Coの値、レール頭部のミクロ組織、硬さが規定の範囲の耐摩耗性および延性に優れたパーライト系レール。
(1) Invention rail (33) Reference numerals 1 to 33
A pearlite rail excellent in wear resistance and ductility within a range of the present invention component and having a Ni / Co value, a microstructure of a rail head, and a hardness within a specified range.

(2)比較レール(28本) 符号34〜61
鋼:34〜43:成分範囲が本願発明範囲外のレール。
鋼:44〜55:成分範囲が本願発明範囲内であるが、Ni/Coの値が本願発明範囲外であるレール。
鋼:56〜58:成分範囲が本願発明範囲内であるが、頭部のミクロ組織が本願発明範囲外のレール。
鋼:59〜61:成分範囲が本願発明範囲内であるが、頭部の硬さが本願発明範囲外のレール。
(2) Comparison rail (28) Reference numerals 34 to 61
Steel: 34-43: Rail whose component range is outside the scope of the present invention.
Steel: 44-55: Rail whose component range is within the scope of the present invention, but whose Ni / Co value is outside the scope of the present invention.
Steel: 56-58: Rail whose component range is within the scope of the present invention but whose head microstructure is outside the scope of the present invention.
Steel: 59 to 61: A rail whose component range is within the scope of the present invention, but whose head hardness is outside the scope of the present invention.

(3)評価方法
[1]頭部引張試験
試験機:万能小型引張試験機
試験片形状:JIS4号相似
平行部長さ:30mm、平行部直径:6mm、伸び測定評点間距離:25mm
試験片採取位置:レール頭部表面下6mm(図7参照)
引張速度:10mm/min、試験温度:常温(20℃)
(3) Evaluation method
[1] Head tensile tester: Universal small tensile tester Test piece shape: JIS No. 4 similar parallel part length: 30 mm, parallel part diameter: 6 mm, distance between elongation measurement scores: 25 mm
Test piece sampling position: 6mm below the rail head surface (see Fig. 7)
Tensile speed: 10 mm / min, test temperature: normal temperature (20 ° C.)

[2]頭部摩耗試験
試験機:西原式摩耗試験機(図6参照)
試験片形状:円盤状試験片(外径:30mm、厚さ:8mm)
試験片採取位置:レール頭部表面下2mm(図5参照)
試験荷重:686N(接触面圧640MPa)
すべり率:20%
相手材:パーライト鋼(Hv380)
雰囲気:大気中
冷却:圧搾空気による強制冷却(流量:100Nl/min)
繰返し回数:70万回
[2] Head wear tester: Nishihara type wear tester (see Fig. 6)
Test piece shape: disk-shaped test piece (outer diameter: 30 mm, thickness: 8 mm)
Test piece sampling position: 2mm below the rail head surface (see Fig. 5)
Test load: 686 N (contact surface pressure 640 MPa)
Slip rate: 20%
Opposite material: Pearlite steel (Hv380)
Atmosphere: Air cooling: Forced cooling with compressed air (flow rate: 100 Nl / min)
Repeat count: 700,000 times

表1、表2に示すように、本発明レール鋼(鋼:1〜33)は、比較レール鋼(鋼:34〜39)と比べて、鋼の化学成分を限定範囲内に収めることにより、延性や耐摩耗性に悪影響する初析セメンタイト組織、マルテンサイト組織やベイナイト組織等の組織を生成させることなく、安定的に一定の硬さ範囲内のパーライト組織を得ることが可能となる。   As shown in Table 1 and Table 2, the rail steel of the present invention (steel: 1 to 33) is compared with the comparative rail steel (steel: 34 to 39), by keeping the chemical composition of the steel within a limited range. It is possible to stably obtain a pearlite structure within a certain hardness range without generating a structure such as a pro-eutectoid cementite structure, a martensite structure, and a bainite structure that adversely affects ductility and wear resistance.

表1、表2に示すように、本発明レール鋼(鋼:1〜33)は、比較レール鋼(鋼:40〜43)と比べて、CoやNiの添加量を限定範囲内に収めることにより、延性を圧下させることなく耐摩耗性の向上が可能となる。   As shown in Tables 1 and 2, the rail steel of the present invention (steel: 1 to 33) has an added amount of Co and Ni within the limited range compared to the comparative rail steel (steel: 40 to 43). Thus, the wear resistance can be improved without reducing the ductility.

表1、表2、図8に示すように、本発明レール鋼(鋼:1〜33)は、比較レール鋼(鋼:42、45、46、49、50、53、54)と比べて、Ni/Coの値をある一定範囲内に納めることにより、パーライト組織のレールの延性を向上させることができる。   As shown in Table 1, Table 2, and FIG. 8, the rail steel of the present invention (steel: 1 to 33) is compared with the comparative rail steel (steel: 42, 45, 46, 49, 50, 53, 54). By keeping the value of Ni / Co within a certain range, it is possible to improve the ductility of the rail of the pearlite structure.

表1、表2、図9に示すように、本発明レール鋼(鋼:1〜33)は、比較レール鋼(鋼:43、44、47、48、51、52、55)と比べて、Ni/Coの値をある一定範囲内に納めることにより、パーライト組織のレールの耐摩耗性を向上させることができる。   As shown in Table 1, Table 2, and FIG. 9, the present invention rail steel (steel: 1 to 33) is compared with comparative rail steel (steel: 43, 44, 47, 48, 51, 52, 55). By keeping the value of Ni / Co within a certain range, it is possible to improve the wear resistance of the rail of the pearlite structure.

表1、表2に示すように、本発明レール鋼(鋼:1〜33)は、比較レール鋼(鋼:56〜58)と比べて、ミクロ組織をパーライト組織にすることにより、耐摩耗性や延性を確保することができる。   As shown in Tables 1 and 2, the rail steel of the present invention (steel: 1 to 33) has a wear resistance by making the microstructure a pearlite structure compared to the comparative rail steel (steel: 56 to 58). And ductility can be secured.

表1、表2に示すように、本発明レール鋼(鋼:1〜33)は、比較レール鋼(鋼:59〜61)と比べて、パーライト組織の硬さをある一定範囲内に納めることにより、耐摩耗性や延性を確保することができる。   As shown in Tables 1 and 2, the rail steel of the present invention (steel: 1 to 33) has a pearlite structure hardness within a certain range as compared with the comparative rail steel (steel: 59 to 61). Thus, wear resistance and ductility can be ensured.

さらに、表1、表2、図10に示すように、本発明レール鋼(鋼:1〜33)は、炭素量を0.90%以上とすることにより、耐摩耗性が飛躍的に向上する。   Further, as shown in Table 1, Table 2, and FIG. 10, the rail steel of the present invention (steel: 1 to 33) dramatically improves the wear resistance by setting the carbon content to 0.90% or more. .

炭素量0.65〜1.20%Cのレール鋼をベースに、Coを0.20%添加した鋼と、さらにNiを0.50%添加した鋼を用いて、レール相当の圧延条件を模擬したラボ圧延実験を行い、引張試験を行った結果を鋼の炭素量と全伸び値の関係で示した図。Based on rail steel with carbon content of 0.65 to 1.20% C, rolling condition equivalent to rail was simulated using steel with 0.20% Co added and steel with 0.50% Ni added. The figure which showed the result of having done the laboratory rolling experiment and having done the tension test by the relationship between the carbon content of steel, and the total elongation value. 炭素量1.00%のレール鋼をベースに、さらにCoを0.05%、0.20%、0.50%添加し、Ni添加量を変化させた鋼を用いて、レール相当の圧延条件を模擬したラボ圧延実験を行い、引張試験を行った結果をNi添加量と全伸び値の関係で示した図。Rolling conditions equivalent to rails using steel with a carbon content of 1.00% and steel with 0.05%, 0.20%, and 0.50% addition of Co, and with varying amounts of Ni. The figure which showed the result of having done the lab rolling experiment which simulated NO, and having done the tension test by the relationship between Ni addition amount and total elongation value. 図2に示した鋼を用いて摩耗試験を行った結果をNi添加量と摩耗量の関係で示した図。The figure which showed the result of having done the abrasion test using the steel shown in FIG. 2 by the relationship between Ni addition amount and abrasion amount. 本発明のレールの頭部断面表面位置での呼称を示した図。The figure which showed the name in the head cross-section surface position of the rail of this invention. 表1、表2示す摩耗試験における試験片採取位置を図示した図。The figure which illustrated the test piece collection position in the abrasion test shown in Table 1 and Table 2. FIG. 表1、表2に示す摩耗試験の概要を示した図。The figure which showed the outline | summary of the abrasion test shown in Table 1 and Table 2. FIG. 表1、表2に示す引張試験における試験片採取を示した図。The figure which showed specimen collection in the tension test shown in Table 1 and Table 2. FIG. 表1に示す本発明レール鋼と表2に示す比較レール鋼(Ni/Coの値が範囲外)の頭部引張試験の結果を炭素量と全伸び値の関係を示した図。The figure which showed the relationship of carbon amount and the total elongation value as a result of the head tension test of the present invention rail steel shown in Table 1 and the comparative rail steel shown in Table 2 (Ni / Co value is out of range). 表1に示す本発明レール鋼と表2に示す比較レール鋼(Ni/Coの値が範囲外)の頭部引張試験の結果を炭素量と摩耗量の関係を示した図。The figure which showed the result of the head tension test of this invention rail steel shown in Table 1, and the comparison rail steel shown in Table 2 (the value of Ni / Co is out of range) in relation to the amount of carbon and the amount of wear. 本発明レール鋼の頭部摩耗試験の結果を炭素量と摩耗量の関係を示した図。The figure which showed the result of the head abrasion test of this invention rail steel, and showed the relationship between carbon amount and wear amount.

符号の説明Explanation of symbols

1:頭頂部
2:頭部コーナー部
3:頭側部
4:レール試験片
5:相手材
6:冷却用ノズル
1: head part 2: head corner part 3: head side part 4: rail test piece 5: mating material 6: cooling nozzle

Claims (11)

質量%で、C:0.65〜1.20%、Si:0.05〜2.00%、Mn:0.05〜2.00%、Co:0.05〜0.50%、Ni:0.10〜2.25%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼レールにおいて、Niに対するCo含有量の比であるNi質量%/Co質量%が2.0〜4.5の範囲であり、該鋼レールの頭表部の少なくとも一部がパーライト組織であることを特徴とする耐摩耗性および延性に優れたパーライト系レール。   In mass%, C: 0.65 to 1.20%, Si: 0.05 to 2.00%, Mn: 0.05 to 2.00%, Co: 0.05 to 0.50%, Ni: In steel rails containing 0.10 to 2.25% and the balance being Fe and inevitable impurities, the ratio of Ni content% / Co mass% relative to Ni is 2.0 to 4.5. A pearlite rail excellent in wear resistance and ductility, characterized in that at least a part of a head surface portion of the steel rail has a pearlite structure. 請求項1において、C:0.90〜1.20%の範囲であることを特徴とする耐摩耗性および延性に優れたパーライト系レール。   The pearlite rail excellent in wear resistance and ductility according to claim 1, wherein C is in a range of 0.90 to 1.20%. 請求項1又は2において、質量%で、さらに、Cr:0.01〜2.00%、Mo:0.01〜0.50%の1種または2種を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなることを特徴とする耐摩耗性および延性に優れたパーライト系レール。   3. The composition according to claim 1, further comprising at least one of Cr: 0.01 to 2.00% and Mo: 0.01 to 0.50% in mass%, with the balance being Fe and inevitable. A pearlitic rail with excellent wear resistance and ductility, characterized by impurities. 請求項1〜3のいずれか1項において、質量%で、さらに、V:0.005〜0.50%、Nb:0.002〜0.050%の1種または2種を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなることを特徴とする耐摩耗性および延性に優れたパーライト系レール。   The composition according to any one of claims 1 to 3, further comprising one or two of V: 0.005 to 0.50% and Nb: 0.002 to 0.050% in mass%, and the balance A pearlite rail excellent in wear resistance and ductility, characterized by comprising Fe and inevitable impurities. 請求項1〜4のいずれか1項において、質量%で、さらに、B:0.0001〜0.0050%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなることを特徴とする耐摩耗性および延性に優れたパーライト系レール。   The wear resistance according to any one of claims 1 to 4, further comprising, in mass%, B: 0.0001 to 0.0050%, and the balance consisting of Fe and inevitable impurities. Perlite rail with excellent ductility. 請求項1〜5のいずれか1項において、質量%で、さらに、Cu:0.05〜1.00%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなることを特徴とする耐摩耗性および延性に優れたパーライト系レール。   The wear resistance according to any one of claims 1 to 5, further comprising Cu: 0.05 to 1.00% by mass and the balance comprising Fe and inevitable impurities. Perlite rail with excellent ductility. 請求項1〜6のいずれか1項において、質量%で、さらに、Ti:0.0050〜0.0500%、Mg:0.0005〜0.0200%、Ca:0.0005〜0.0150%の1種または2種を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなることを特徴とする耐摩耗性および延性に優れたパーライト系レール。   In any 1 item | term of Claims 1-6, in mass%, Ti: 0.0050-0.0500%, Mg: 0.0005-0.0200%, Ca: 0.0005-0.0150% A pearlite rail excellent in wear resistance and ductility, characterized in that it contains one or two of the following, and the balance consists of Fe and inevitable impurities. 請求項1〜7のいずれか1項において、質量%で、さらに、Al:0.0100〜1.00%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなることを特徴とする耐摩耗性および延性に優れたパーライト系レール。   The wear resistance according to any one of claims 1 to 7, further comprising Al: 0.0100 to 1.00% in mass%, and the balance comprising Fe and inevitable impurities. Perlite rail with excellent ductility. 請求項1〜8のいずれか1項において、質量%で、さらに、Zr:0.0001〜0.2000%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなることを特徴とする耐摩耗性および延性に優れたパーライト系レール。   The wear resistance according to any one of claims 1 to 8, further comprising, in mass%, Zr: 0.0001 to 0.2000%, and the balance comprising Fe and inevitable impurities. Perlite rail with excellent ductility. 請求項1〜9のいずれか1項において、質量%で、さらに、N:0.0060〜0.0200%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなることを特徴とする耐摩耗性および延性に優れたパーライト系レール。   The wear resistance according to any one of claims 1 to 9, further comprising N: 0.0060 to 0.0200% in mass%, and the balance being composed of Fe and inevitable impurities. Perlite rail with excellent ductility. 請求項1〜10のいずれか1項において、前記鋼レールにおける頭部コーナー部および頭頂部表面を起点として、少なくとも深さ20mmの範囲がパーライト組織であり、かつ、その硬さがHv320〜500の範囲であることを特徴とする耐摩耗性および延性に優れたパーライト系レール。   In any one of Claims 1-10, the range of at least 20 mm in depth is a pearlite structure | tissue from the head corner part and head top surface in the said steel rail, and the hardness is Hv320-500 A pearlite rail with excellent wear resistance and ductility characterized by being in a range.
JP2008180444A 2008-07-10 2008-07-10 Perlite rail with excellent wear resistance and ductility Expired - Fee Related JP5053190B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008180444A JP5053190B2 (en) 2008-07-10 2008-07-10 Perlite rail with excellent wear resistance and ductility

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008180444A JP5053190B2 (en) 2008-07-10 2008-07-10 Perlite rail with excellent wear resistance and ductility

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010018844A true JP2010018844A (en) 2010-01-28
JP5053190B2 JP5053190B2 (en) 2012-10-17

Family

ID=41704031

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008180444A Expired - Fee Related JP5053190B2 (en) 2008-07-10 2008-07-10 Perlite rail with excellent wear resistance and ductility

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5053190B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021249252A1 (en) * 2020-06-11 2021-12-16 武汉钢铁有限公司 Steel rail resistant to chloride ion corrosion and preparation method
CN115449708A (en) * 2022-08-30 2022-12-09 鞍钢股份有限公司 Steel rail with excellent weldability for high-speed railway and production method thereof
CN117535590A (en) * 2023-11-14 2024-02-09 山东天力机械铸造有限公司 Wear-resistant alloy steel containing multi-metal phase

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002030341A (en) * 2000-07-13 2002-01-31 Nippon Steel Corp Method for producing high weldability rail
JP2004204306A (en) * 2002-12-25 2004-07-22 Nippon Steel Corp High carbon pearlitic rail having excellent wear resistance and toughness
JP2005163086A (en) * 2003-12-01 2005-06-23 Nippon Steel Corp Method for producing high carbon steel rail excellent in wear resistance and ductility
JP2005171326A (en) * 2003-12-11 2005-06-30 Nippon Steel Corp High-carbon steel rail superior in surface damage resistance and interior-fatigue-damage resistance
JP2005256023A (en) * 2004-03-09 2005-09-22 Nippon Steel Corp Method for producing high carbon steel rail excellent in ductility
JP2005290544A (en) * 2004-03-09 2005-10-20 Nippon Steel Corp Method for manufacturing rail made of high carbon steel superior in abrasion resistance and ductility

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002030341A (en) * 2000-07-13 2002-01-31 Nippon Steel Corp Method for producing high weldability rail
JP2004204306A (en) * 2002-12-25 2004-07-22 Nippon Steel Corp High carbon pearlitic rail having excellent wear resistance and toughness
JP2005163086A (en) * 2003-12-01 2005-06-23 Nippon Steel Corp Method for producing high carbon steel rail excellent in wear resistance and ductility
JP2005171326A (en) * 2003-12-11 2005-06-30 Nippon Steel Corp High-carbon steel rail superior in surface damage resistance and interior-fatigue-damage resistance
JP2005256023A (en) * 2004-03-09 2005-09-22 Nippon Steel Corp Method for producing high carbon steel rail excellent in ductility
JP2005290544A (en) * 2004-03-09 2005-10-20 Nippon Steel Corp Method for manufacturing rail made of high carbon steel superior in abrasion resistance and ductility

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021249252A1 (en) * 2020-06-11 2021-12-16 武汉钢铁有限公司 Steel rail resistant to chloride ion corrosion and preparation method
CN115449708A (en) * 2022-08-30 2022-12-09 鞍钢股份有限公司 Steel rail with excellent weldability for high-speed railway and production method thereof
CN117535590A (en) * 2023-11-14 2024-02-09 山东天力机械铸造有限公司 Wear-resistant alloy steel containing multi-metal phase

Also Published As

Publication number Publication date
JP5053190B2 (en) 2012-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5482974B1 (en) rail
JP5493950B2 (en) Manufacturing method of pearlite rail with excellent wear resistance
JP2005171327A (en) Method for manufacturing pearlite-based rail having excellent surface damage-resistance and internal fatigue damage-resistance, and rail
CA2973858C (en) Rail
JP5267306B2 (en) High carbon steel rail manufacturing method
JP4964489B2 (en) Method for producing pearlitic rails with excellent wear resistance and ductility
JP4272385B2 (en) Perlite rail with excellent wear resistance and ductility
JP4949144B2 (en) Perlite rail excellent in surface damage resistance and wear resistance and method for producing the same
JP3769218B2 (en) Low segregation pearlite rail with excellent wear resistance and ductility
WO2017200096A1 (en) Rail
JP5053190B2 (en) Perlite rail with excellent wear resistance and ductility
JP4336101B2 (en) High carbon pearlite rail with excellent wear resistance and toughness
JP2007291418A (en) Method of manufacturing pearlitic rail excellent in toughness
JP3631712B2 (en) Heat-treated pearlitic rail with excellent surface damage resistance and toughness, and its manufacturing method
JP2005146346A (en) Method for manufacturing rail of pearite system having excellent toughness and ductility
JP2005171326A (en) High-carbon steel rail superior in surface damage resistance and interior-fatigue-damage resistance
JP4828109B2 (en) Perlite steel rail
JP2006057128A (en) Method for producing pearlite-series rail excellent in breakage resistance against drop-weight
JP5157698B2 (en) Perlite rail with excellent wear resistance and ductility
JP2010001500A (en) Pearlite-base high-carbon steel rail excellent in ductility
JP2006057127A (en) Pearlitic rail having excellent drop fracture resistance
JP2002302740A (en) Pearlitic rail with excellent wear resistance and resistance to internal fatigue damage
JP2005163087A (en) Method for producing high carbon steel rail excellent in wear resistance and ductility
JP6601167B2 (en) Rail with excellent wear resistance
JP2005163088A (en) Method for producing high carbon steel rail excellent in wear resistance and ductility

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100810

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120628

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120703

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120725

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5053190

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150803

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150803

Year of fee payment: 3

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150803

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees