JP3063543B2 - 車輪とのなじみ性に優れた高強度レールおよびその製造方法 - Google Patents
車輪とのなじみ性に優れた高強度レールおよびその製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐摩耗用の高強度レー
ルに関し、熱間圧延後オンラインで熱処理することによ
り、レールの使用初期における車輪とのなじみ性を改善
し、レール頭頂部の耐損傷性を向上させた高強度レール
及びその製造方法に関するのものである。
ルに関し、熱間圧延後オンラインで熱処理することによ
り、レールの使用初期における車輪とのなじみ性を改善
し、レール頭頂部の耐損傷性を向上させた高強度レール
及びその製造方法に関するのものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から用いられている耐摩耗用高強度
レールは、レール頭頂部とレールコーナー部及び頭側部
との間で、硬度が等しくなるように熱処理されている。
従って、材質面からはレール頭頂部と頭側部とでは摩耗
特性は同等となっている。
レールは、レール頭頂部とレールコーナー部及び頭側部
との間で、硬度が等しくなるように熱処理されている。
従って、材質面からはレール頭頂部と頭側部とでは摩耗
特性は同等となっている。
【０００３】しかしながら、車輪とレールとの接触は複
雑であり、レール頭部の位置によって接触状態が異なっ
ている。高軸重鉄道の急曲線部では、ゲージコーナー部
及び頭側面に作用するすべりが大きく、従来の耐摩耗用
高強度レールではゲージコーナー部及び頭側部は頭頂部
よりも磨耗が促進される。従って、頭頂部は常にゲージ
コーナー部よりも摩耗が遅く進行し、車輪からの接触圧
力は摩耗が遅い頭頂部中央で最大となる。
雑であり、レール頭部の位置によって接触状態が異なっ
ている。高軸重鉄道の急曲線部では、ゲージコーナー部
及び頭側面に作用するすべりが大きく、従来の耐摩耗用
高強度レールではゲージコーナー部及び頭側部は頭頂部
よりも磨耗が促進される。従って、頭頂部は常にゲージ
コーナー部よりも摩耗が遅く進行し、車輪からの接触圧
力は摩耗が遅い頭頂部中央で最大となる。
【０００４】レール頭部の摩耗特性が均一な従来の耐摩
耗用高強度レールは、前述したような車輪との接触状態
となるため、新品時の使用初期において車輪とのなじみ
が遅く、局所的な過大接触応力が長い時間存在し、疲労
性の欠陥、例えば亀裂等の欠陥が生じやすい。
耗用高強度レールは、前述したような車輪との接触状態
となるため、新品時の使用初期において車輪とのなじみ
が遅く、局所的な過大接触応力が長い時間存在し、疲労
性の欠陥、例えば亀裂等の欠陥が生じやすい。
【０００５】このため、車輪とレールのなじみを図る目
的で、敷設後直ちにレール頭部表層の削正を行っている
鉄道会社もある。また、欠陥が発生した場合削正を行
い、疵を除去している。しかし、削正には時間と費用が
かさみ、負担が大きいという問題がある。
的で、敷設後直ちにレール頭部表層の削正を行っている
鉄道会社もある。また、欠陥が発生した場合削正を行
い、疵を除去している。しかし、削正には時間と費用が
かさみ、負担が大きいという問題がある。
【０００６】この対策として、レール頭頂部の硬度がコ
ーナー部及び頭側部の０．９以下であることを特徴とす
る高強度・耐損傷レールが開発されている（特開平６−
１７１９３号公報）。このレールはなじみ性において問
題はないが、パーライト組織を熱処理することにより硬
度を変化させてているため、硬度の低い部分では疲労強
度が低下するという問題がある。
ーナー部及び頭側部の０．９以下であることを特徴とす
る高強度・耐損傷レールが開発されている（特開平６−
１７１９３号公報）。このレールはなじみ性において問
題はないが、パーライト組織を熱処理することにより硬
度を変化させてているため、硬度の低い部分では疲労強
度が低下するという問題がある。
【０００７】また、レール軸断面において、レールの頭
表面をベイナイト組織で被覆し、その他の部位がパーラ
イト組織を呈した二層構造を特徴とする耐表面損傷・高
寿命レールが開発されている（特開平６−１７１３５号
公報）。しかし、このレールは本発明と同じ二層組織で
あるが、爆着圧延法、圧延クラッド法、鋳ぐるみ鋳造
法、積層分散鋳造法、複層連続鋳造法などの方法でブル
ームあるいはスラブを製造した後、通常の熱間成型圧延
法によってレールを製造している。
表面をベイナイト組織で被覆し、その他の部位がパーラ
イト組織を呈した二層構造を特徴とする耐表面損傷・高
寿命レールが開発されている（特開平６−１７１３５号
公報）。しかし、このレールは本発明と同じ二層組織で
あるが、爆着圧延法、圧延クラッド法、鋳ぐるみ鋳造
法、積層分散鋳造法、複層連続鋳造法などの方法でブル
ームあるいはスラブを製造した後、通常の熱間成型圧延
法によってレールを製造している。
【０００８】そのため、ベイナイト組織とパーライト組
織の境界が不連続であり、この界面で材料特性が極端に
異なるという問題がある。また、通常の連続鋳造、圧延
という工程に比べ時間とコストがかさむ。
織の境界が不連続であり、この界面で材料特性が極端に
異なるという問題がある。また、通常の連続鋳造、圧延
という工程に比べ時間とコストがかさむ。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】車輪とレールの繰り返
し接触により、レール頭部表面にころがり疲労損傷が発
生し、剥離損傷やレール頭表面から発生した疲労亀裂
が、レール頭部内部で分岐し、横裂損傷を引き起こす事
例がみられる。これらの損傷は、車輪とレールのなじみ
が遅く局所的な過大接触応力が長期にわたり作用するこ
とに起因している。しかし、このような区間では、上記
にような損傷の発生が顕在化しているにもかかわらず、
従来からパーライト組織を有する単一組織のレールが使
用されている。
し接触により、レール頭部表面にころがり疲労損傷が発
生し、剥離損傷やレール頭表面から発生した疲労亀裂
が、レール頭部内部で分岐し、横裂損傷を引き起こす事
例がみられる。これらの損傷は、車輪とレールのなじみ
が遅く局所的な過大接触応力が長期にわたり作用するこ
とに起因している。しかし、このような区間では、上記
にような損傷の発生が顕在化しているにもかかわらず、
従来からパーライト組織を有する単一組織のレールが使
用されている。
【００１０】本発明はこのような従来の問題に鑑みなさ
れたもので、熱間圧延後オンラインで熱処理することに
より高生産性を確保し、レールの金属組織をベイナイト
からパーライトに連続的に変化させ、使用初期における
車輪とのなじみ性を改善し、レール頭頂部の耐損傷性を
向上させた高強度レール及びその製造方法に関するもの
である。
れたもので、熱間圧延後オンラインで熱処理することに
より高生産性を確保し、レールの金属組織をベイナイト
からパーライトに連続的に変化させ、使用初期における
車輪とのなじみ性を改善し、レール頭頂部の耐損傷性を
向上させた高強度レール及びその製造方法に関するもの
である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】（１）請求項１の発明
は、下記の特徴を備えた車輪とのなじみ性に優れたレー
ルを提供する（成分組成はｗｔ％である）。 （ａ）主成分として、 Ｃ：０．６〜０．８５％、Ｓｉ：０．１〜０．８％、 Ｍｎ：１〜２％、 Ｐ：０．０３５％以下、 Ｓ：０．０３５％以下、 Ｃｒ：０．１〜０．８％ を含有し、残部が実質的に鉄よりなるレールであって、 （ｂ）前記レールの金属組織は、該レール頭部の表層部
が熱処理によりＨｖ３５０以下のベイナイト組織となっ
ており、その他の部分における金属組織がパーライトで
あり、 （ｃ）前記ベイナイト相の厚さは、レール表面から０．
３ｍｍ以上、１ｍｍ以下である。 （２）請求項２の発明は、下記の工程を備えた車輪との
なじみ性に優れたレールの製造方法（成分組成はｗｔ％
である）。 （ａ）主成分として、 Ｃ：０．６〜０．８５％、Ｓｉ：０．１〜０．８％、 Ｍｎ：１〜２％、 Ｐ：０．０３５％以下、 Ｓ：０．０３５％以下、 Ｃｒ：０．１〜０．８％ を含有し、残部が実質的に鉄よりなる鋼を用意し、 （ｂ）前記鋼を熱間圧延の仕上温度が８００〜１０００
℃となるように熱間圧延してレールとし、 （ｃ）ついで、前記レールを直ちにオンラインでベイナ
イト変態開始点以上の温度から４００℃以下までを１〜
３℃／sec の冷却速度で冷却し、該レール頭部表面から
０．３ｍｍ以上、１ｍｍ以下の部分の金属組織をベイナ
イト組織とし、その他の部分における金属組織をパーラ
イト組織とする。
は、下記の特徴を備えた車輪とのなじみ性に優れたレー
ルを提供する（成分組成はｗｔ％である）。 （ａ）主成分として、 Ｃ：０．６〜０．８５％、Ｓｉ：０．１〜０．８％、 Ｍｎ：１〜２％、 Ｐ：０．０３５％以下、 Ｓ：０．０３５％以下、 Ｃｒ：０．１〜０．８％ を含有し、残部が実質的に鉄よりなるレールであって、 （ｂ）前記レールの金属組織は、該レール頭部の表層部
が熱処理によりＨｖ３５０以下のベイナイト組織となっ
ており、その他の部分における金属組織がパーライトで
あり、 （ｃ）前記ベイナイト相の厚さは、レール表面から０．
３ｍｍ以上、１ｍｍ以下である。 （２）請求項２の発明は、下記の工程を備えた車輪との
なじみ性に優れたレールの製造方法（成分組成はｗｔ％
である）。 （ａ）主成分として、 Ｃ：０．６〜０．８５％、Ｓｉ：０．１〜０．８％、 Ｍｎ：１〜２％、 Ｐ：０．０３５％以下、 Ｓ：０．０３５％以下、 Ｃｒ：０．１〜０．８％ を含有し、残部が実質的に鉄よりなる鋼を用意し、 （ｂ）前記鋼を熱間圧延の仕上温度が８００〜１０００
℃となるように熱間圧延してレールとし、 （ｃ）ついで、前記レールを直ちにオンラインでベイナ
イト変態開始点以上の温度から４００℃以下までを１〜
３℃／sec の冷却速度で冷却し、該レール頭部表面から
０．３ｍｍ以上、１ｍｍ以下の部分の金属組織をベイナ
イト組織とし、その他の部分における金属組織をパーラ
イト組織とする。
【００１２】
【作用】本発明における化学成分、ミクロ組織について
の限定理由を述べる。成分組成 Ｃ：０．６〜０．８５％とする。Ｃは共析鋼としての強
度確保のため０．６％以上必要であるが、０．８５％を
超えると粒界に初析セメンタイトが生成し、材質の脆化
を引き起こすので好ましくない。従って、０．６〜０．
８５％とした。
の限定理由を述べる。成分組成 Ｃ：０．６〜０．８５％とする。Ｃは共析鋼としての強
度確保のため０．６％以上必要であるが、０．８５％を
超えると粒界に初析セメンタイトが生成し、材質の脆化
を引き起こすので好ましくない。従って、０．６〜０．
８５％とした。
【００１３】Ｓｉ：０．１〜０．８％とする。Ｓｉは製
鋼時の脱酸のために０．１％以上必要であり、かつパー
ライト中のフェライトに固溶し高強度化に寄与する。し
かし０．８％を超えると強度上昇の割合が減少する。従
って、０．１〜０．８％とした。
鋼時の脱酸のために０．１％以上必要であり、かつパー
ライト中のフェライトに固溶し高強度化に寄与する。し
かし０．８％を超えると強度上昇の割合が減少する。従
って、０．１〜０．８％とした。
【００１４】Ｍｎ：１〜２％とする。Ｍｎはパーライト
変態温度を低下させ、焼入性を高めることによりレール
の高強度化に寄与し、さらに表面にベイナイト組織を生
成し易くする元素である。しかし、１％未満ではベイナ
イト生成し難く、２％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成し、熱処理時及び溶接時に硬
化や脆化を生じ材質劣化を来すので好ましくない。従っ
て、１〜２％とした。
変態温度を低下させ、焼入性を高めることによりレール
の高強度化に寄与し、さらに表面にベイナイト組織を生
成し易くする元素である。しかし、１％未満ではベイナ
イト生成し難く、２％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成し、熱処理時及び溶接時に硬
化や脆化を生じ材質劣化を来すので好ましくない。従っ
て、１〜２％とした。
【００１５】Ｐ：０．０３５％以下とする。Ｐは靱性を
劣化させるので０．０３５％以下とした。
劣化させるので０．０３５％以下とした。
【００１６】Ｓ：０．０３５％以下とする。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、材質の劣化を引き起こ
すので０．０３５％以下と限定した。
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、材質の劣化を引き起こ
すので０．０３５％以下と限定した。
【００１７】Ｃｒ：０．１〜０．８％とする。Ｃｒはパ
ーライトのラメラ間隔を狭くし高強度に寄与するが、
０．１％未満ではその効果が低く、０．８％を超えると
加速冷却時にマルテンサイトを混入させる恐れがあり好
ましくない。従って、０．１〜０．８％とした。
ーライトのラメラ間隔を狭くし高強度に寄与するが、
０．１％未満ではその効果が低く、０．８％を超えると
加速冷却時にマルテンサイトを混入させる恐れがあり好
ましくない。従って、０．１〜０．８％とした。
【００１８】以上が、本発明に係るレールの主成分であ
るが、本発明の鋼組成を実質的に変更しない範囲におい
て、Ｎｉ，Ｍｏ，Ｎｂ，Ｖ等を少量含有させてもよい。
また、その他の不可避的不純物を含有しても本発明のレ
ールの性質を変更するものではない。
るが、本発明の鋼組成を実質的に変更しない範囲におい
て、Ｎｉ，Ｍｏ，Ｎｂ，Ｖ等を少量含有させてもよい。
また、その他の不可避的不純物を含有しても本発明のレ
ールの性質を変更するものではない。
【００１９】金属組織（ミクロ組織） ベイナイト組織は微細パーライト組織に比べ靱性は高い
が耐摩耗性が劣るといわれている。図１に鋼の硬度と摩
耗量の関係を示す。ベイナイト組織はパーライト組織に
比べ同じ硬さでも摩耗量が多いことがわかる。そこで、
レール頭頂表層部および頭部コーナー表層部をベイナイ
ト組織とすることにより、ベイナイト組織の摩耗促進効
果を利用し、使用初期における車輪とのなじみ性を改善
し、敷設後直ちにレール頭部表層の削正を行う手間を省
き、メンテナンス費用を低減することができる。
が耐摩耗性が劣るといわれている。図１に鋼の硬度と摩
耗量の関係を示す。ベイナイト組織はパーライト組織に
比べ同じ硬さでも摩耗量が多いことがわかる。そこで、
レール頭頂表層部および頭部コーナー表層部をベイナイ
ト組織とすることにより、ベイナイト組織の摩耗促進効
果を利用し、使用初期における車輪とのなじみ性を改善
し、敷設後直ちにレール頭部表層の削正を行う手間を省
き、メンテナンス費用を低減することができる。
【００２０】レールと車輪とのなじみ性については、実
際に敷設した場合の結果で評価することが最も望ましい
が、二円筒型のレール・車輪接触疲労試験装置（転動疲
労試験装置）を用いて、実敷設レールの車輪との接触条
件をシミュレートした試験より評価することが可能であ
る。この試験法を用いれば短期間でなじみ性を評価する
ことができる。
際に敷設した場合の結果で評価することが最も望ましい
が、二円筒型のレール・車輪接触疲労試験装置（転動疲
労試験装置）を用いて、実敷設レールの車輪との接触条
件をシミュレートした試験より評価することが可能であ
る。この試験法を用いれば短期間でなじみ性を評価する
ことができる。
【００２１】レールと車輪とのなじみ性を強制的に得る
ためのグラインディングの削正量は、１回につき最低
０．３ｍｍである。敷設後直ちにレール頭部の削正を行
うことを考えた場合、少くとも表層から０．３ｍｍ深さ
までは摩耗が速く進行するベイナイト組織にしなけれ
ば、摩耗促進効果によるレールと車輪とのなじみ性の改
善効果が得られない。
ためのグラインディングの削正量は、１回につき最低
０．３ｍｍである。敷設後直ちにレール頭部の削正を行
うことを考えた場合、少くとも表層から０．３ｍｍ深さ
までは摩耗が速く進行するベイナイト組織にしなけれ
ば、摩耗促進効果によるレールと車輪とのなじみ性の改
善効果が得られない。
【００２２】すなわち、ベイナイト組織の厚さを０．３
ｍｍ未満にした場合、摩耗量が、グラインディング１回
分の削正量（０．３ｍｍ）に達する前にパーライト組織
が現れてしまうために、摩耗速度が速くなりベイナイト
相の摩耗促進効果によるレールと車輪とのなじみ性の改
善効果が得られない。
ｍｍ未満にした場合、摩耗量が、グラインディング１回
分の削正量（０．３ｍｍ）に達する前にパーライト組織
が現れてしまうために、摩耗速度が速くなりベイナイト
相の摩耗促進効果によるレールと車輪とのなじみ性の改
善効果が得られない。
【００２３】また、ベイナイト相が１ｍｍより厚い場
合、レールと車輪がなじんだ後の耐摩耗性が現状のパー
ライト型レールより劣り、頭部が早期に摩耗してしま
う。ベイナイト相が必要以上に厚いとレールの寿命が短
くなる。そこでベイナイト相の厚さを０．３ｍｍ以上、
１ｍｍ以下とすることが望ましい。
合、レールと車輪がなじんだ後の耐摩耗性が現状のパー
ライト型レールより劣り、頭部が早期に摩耗してしま
う。ベイナイト相が必要以上に厚いとレールの寿命が短
くなる。そこでベイナイト相の厚さを０．３ｍｍ以上、
１ｍｍ以下とすることが望ましい。
【００２４】製造方法 上記レールの製造方法は下記の通りである。前述の成分
組成を有する鋼、具体的には鋼片を熱間圧延し、仕上温
度が８００〜１０００℃となるようにしてレールとし、
ついで、前記レールを直ちにオンラインで、ベイナイト
変態開始点以上の温度から４００℃以下までを１〜３℃
／secの冷却速度で冷却する。この様な冷却方法を適用
すると、レール頭部の表面のみがベイナイト組織とな
り、内部の組織はパーライト組織となる。この際、ベイ
ナイト相の厚さは冷却エアーの圧力を調整することによ
り行なう。
組成を有する鋼、具体的には鋼片を熱間圧延し、仕上温
度が８００〜１０００℃となるようにしてレールとし、
ついで、前記レールを直ちにオンラインで、ベイナイト
変態開始点以上の温度から４００℃以下までを１〜３℃
／secの冷却速度で冷却する。この様な冷却方法を適用
すると、レール頭部の表面のみがベイナイト組織とな
り、内部の組織はパーライト組織となる。この際、ベイ
ナイト相の厚さは冷却エアーの圧力を調整することによ
り行なう。
【００２５】
【実施例】以下に本発明の具体的な実施例を示す。 実施例 １ 表1 に示す成分を有する鋼を実験室で溶解し、得られた
鋼塊を圧延して得られた鋼板から、図２（ａ）に示すよ
うな外径１２０ｍｍ、幅１２ｍｍ、表面の曲率（Ｒ）１
５ｍｍの転動疲労試験片を採取した。試験片は、加熱後
全周方向からエアー冷却を施すことにより表層にベイナ
イト相を生成させた。
鋼塊を圧延して得られた鋼板から、図２（ａ）に示すよ
うな外径１２０ｍｍ、幅１２ｍｍ、表面の曲率（Ｒ）１
５ｍｍの転動疲労試験片を採取した。試験片は、加熱後
全周方向からエアー冷却を施すことにより表層にベイナ
イト相を生成させた。
【００２６】ベイナイト相の厚さはエアーの圧力を調整
することにより０〜３ｍｍまで変化させた。車輪材とし
ては図２（ｂ）に示すような外径１２０ｍｍ、幅１２ｍ
ｍの試験片を普通レールより加工し、熱処理により硬度
をＨＶ３５０に調整したものを用いた。
することにより０〜３ｍｍまで変化させた。車輪材とし
ては図２（ｂ）に示すような外径１２０ｍｍ、幅１２ｍ
ｍの試験片を普通レールより加工し、熱処理により硬度
をＨＶ３５０に調整したものを用いた。
【００２７】試験条件は以下の通りである。 試験荷重 ：２０００ｋｇｆ 試験速度 ：５９０ｒｐｍ 繰り返し回数 ：最大摩耗量２ｍｍまで 雰囲気 ：乾燥（潤滑材なし） である。
【００２８】
【表１】
【００２９】表２に試験結果を示す。Ｎｏ．１のよう
に、Ａ鋼種はＭｎ量が本発明の成分範囲より少ないため
ベイナイトが生成せず、本発明の目的を満足しない。Ｂ
鋼種（Ｎｏ．２〜７）は本発明の成分を満足するが、Ｎ
ｏ．２、３のようにベイナイト相の厚さが０．３ｍｍよ
り少ない場合、摩耗速度が遅いために、摩耗量がグライ
ンディング１回分の削正量（０．３ｍｍ）と同程度にな
るまでにベイナイト相の厚さが０．３ｍｍの時（Ｎｏ．
４）の２〜３倍の時間がかかり、レール使用初期におけ
る車輪とのなじみ性の改善効果が得られない。
に、Ａ鋼種はＭｎ量が本発明の成分範囲より少ないため
ベイナイトが生成せず、本発明の目的を満足しない。Ｂ
鋼種（Ｎｏ．２〜７）は本発明の成分を満足するが、Ｎ
ｏ．２、３のようにベイナイト相の厚さが０．３ｍｍよ
り少ない場合、摩耗速度が遅いために、摩耗量がグライ
ンディング１回分の削正量（０．３ｍｍ）と同程度にな
るまでにベイナイト相の厚さが０．３ｍｍの時（Ｎｏ．
４）の２〜３倍の時間がかかり、レール使用初期におけ
る車輪とのなじみ性の改善効果が得られない。
【００３０】また、Ｎｏ．７のようにベイナイト相が１
ｍｍより厚い場合、摩耗量が２ｍｍまでの繰り返し数を
比較すると、Ｎｏ．７（ベイナイト相厚さ２ｍｍ）はＮ
ｏ．６（ベイナイト相厚さ１ｍｍ）の１／２になってお
り、レールと車輪がなじんだ後も摩耗が促進され頭部の
減耗が早期に進行する。
ｍｍより厚い場合、摩耗量が２ｍｍまでの繰り返し数を
比較すると、Ｎｏ．７（ベイナイト相厚さ２ｍｍ）はＮ
ｏ．６（ベイナイト相厚さ１ｍｍ）の１／２になってお
り、レールと車輪がなじんだ後も摩耗が促進され頭部の
減耗が早期に進行する。
【００３１】つまり、耐摩耗性が現状のパーライト型レ
ールより寿命が短くなる。Ｃ鋼種（Ｎｏ．８〜１２）、
Ｄ鋼種（Ｎｏ．１４〜１９）についてもＢ鋼種と同様
に、０．３ｍｍより少ない場合（Ｎｏ．８、９、１５、
１６）には、摩耗速度が遅いために、摩耗量がグライン
ディング１回分の削正量（０．３ｍｍ）と同程度になる
までにはベイナイト相の厚さが０．３ｍｍの時（Ｎｏ．
１０、１６）の２〜３倍の時間がかかり、レール使用初
期における車輪とのなじみ性の改善効果が得られない。
ールより寿命が短くなる。Ｃ鋼種（Ｎｏ．８〜１２）、
Ｄ鋼種（Ｎｏ．１４〜１９）についてもＢ鋼種と同様
に、０．３ｍｍより少ない場合（Ｎｏ．８、９、１５、
１６）には、摩耗速度が遅いために、摩耗量がグライン
ディング１回分の削正量（０．３ｍｍ）と同程度になる
までにはベイナイト相の厚さが０．３ｍｍの時（Ｎｏ．
１０、１６）の２〜３倍の時間がかかり、レール使用初
期における車輪とのなじみ性の改善効果が得られない。
【００３２】また、ベイナイト相が１ｍｍより厚い場合
（Ｎｏ．１３、１９）、摩耗量が２ｍｍまでの繰り返し
数を比較すると、Ｎｏ．１３、１９（ベイナイト相厚さ
２ｍｍ）はＮｏ．１２、１８（ベイナイト相厚さ１ｍ
ｍ）の１／２になっており、レールと車輪がなじんだ後
も摩耗が促進され頭部の減耗が早期に進行する。つま
り、耐摩耗性が現状のパーライト型レールより劣り寿命
が短くなる。
（Ｎｏ．１３、１９）、摩耗量が２ｍｍまでの繰り返し
数を比較すると、Ｎｏ．１３、１９（ベイナイト相厚さ
２ｍｍ）はＮｏ．１２、１８（ベイナイト相厚さ１ｍ
ｍ）の１／２になっており、レールと車輪がなじんだ後
も摩耗が促進され頭部の減耗が早期に進行する。つま
り、耐摩耗性が現状のパーライト型レールより劣り寿命
が短くなる。
【００３３】以上実施例で述べたとおり、ベイナイト相
の厚さがレール頭部表面から０．３ｍｍ以上、１ｍｍ以
下であるレールは削正作業を行なう必要がなく、レール
頭頂部の耐損傷性を向上させた高強度レールである。
の厚さがレール頭部表面から０．３ｍｍ以上、１ｍｍ以
下であるレールは削正作業を行なう必要がなく、レール
頭頂部の耐損傷性を向上させた高強度レールである。
【００３４】
【表２】
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のレール
は、頭部表面から０．３ｍｍ以上、１ｍｍ以下の金属組
織をベイナイトからパーライトに連続的に変化させたレ
ールであり、使用初期における車輪とのなじみ性を改善
し、レール頭頂部の耐損傷性を向上させた高強度レール
である。また、その製造方法は、レール圧延後、オンラ
インで熱処理することにより高生産性を確保を確保でき
る方法である。
は、頭部表面から０．３ｍｍ以上、１ｍｍ以下の金属組
織をベイナイトからパーライトに連続的に変化させたレ
ールであり、使用初期における車輪とのなじみ性を改善
し、レール頭頂部の耐損傷性を向上させた高強度レール
である。また、その製造方法は、レール圧延後、オンラ
インで熱処理することにより高生産性を確保を確保でき
る方法である。
【図１】レールの硬度とその磨耗量との関係を示す図で
ある。
ある。
【図２】磨耗試験における試験片の形状を示す図であ
る。
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−87719（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−139724（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−248347（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−17135（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C21D 9/04,8/00
Claims (2)
- 【請求項１】 下記の特徴を備えた車輪とのなじみ性に
優れたレール（成分組成はｗｔ％である）。 （ａ）主成分として、 Ｃ：０．６〜０．８５％、Ｓｉ：０．１〜０．８％、 Ｍｎ：１〜２％、 Ｐ：０．０３５％以下、 Ｓ：０．０３５％以下、 Ｃｒ：０．１〜０．８％ を含有し、残部が実質的に鉄よりなるレールであって、 （ｂ）前記レールの金属組織は、該レール頭部の表層部
が熱処理によりＨｖ３５０以下のベイナイト組織となっ
ており、その他の部分における金属組織がパーライトで
あり、 （ｃ）前記ベイナイト相の厚さは、レール頭部表面から
０．３ｍｍ以上、１ｍｍ以下である。 - 【請求項２】 下記の工程を備えた車輪とのなじみ性に
優れたレールの製造方法（成分組成はｗｔ％である）。 （ａ）主成分として、 Ｃ：０．６〜０．８５％、Ｓｉ：０．１〜０．８％、 Ｍｎ：１〜２％、 Ｐ：０．０３５％以下、 Ｓ：０．０３５％以下、 Ｃｒ：０．１〜０．８％ を含有し、残部が実質的に鉄よりなる鋼を用意し、 （ｂ）前記鋼を熱間圧延の仕上温度が８００〜１０００
℃となるように熱間圧延してレールとし、 （ｃ）ついで、前記レールを直ちにオンラインで、ベイ
ナイト変態開始点以上の温度から４００℃以下までを１
〜３℃／sec の冷却速度で冷却し、該レール頭部表面か
ら０．３ｍｍ以上、１ｍｍ以下の部分の金属組織をベイ
ナイト組織とし、その他の部分の金属組織をパーライト
組織とする。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6256055A JP3063543B2 (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | 車輪とのなじみ性に優れた高強度レールおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6256055A JP3063543B2 (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | 車輪とのなじみ性に優れた高強度レールおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0892645A JPH0892645A (ja) | 1996-04-09 |
| JP3063543B2 true JP3063543B2 (ja) | 2000-07-12 |
Family
ID=17287282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6256055A Expired - Lifetime JP3063543B2 (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | 車輪とのなじみ性に優れた高強度レールおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3063543B2 (ja) |
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-
1994
- 1994-09-27 JP JP6256055A patent/JP3063543B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
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| JPH0892645A (ja) | 1996-04-09 |
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