JP3267124B2 - High-strength rail excellent in delayed fracture resistance, wear resistance and toughness, and a method for manufacturing the same - Google Patents

High-strength rail excellent in delayed fracture resistance, wear resistance and toughness, and a method for manufacturing the same

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JP3267124B2 JP27214195A JP27214195A JP3267124B2 JP 3267124 B2 JP3267124 B2 JP 3267124B2 JP 27214195 A JP27214195 A JP 27214195A JP 27214195 A JP27214195 A JP 27214195A JP 3267124 B2 JP3267124 B2 JP 3267124B2
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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、高速運転される列
車、あるいは高軸荷重の条件下における鉱山鉄道用のレ
ールに要求される耐摩耗性に加えて、更に寒冷地で要求
される靱性と耐遅れ破壊性にも優れた高強度レール及び
その製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to not only the abrasion resistance required for high-speed trains or rails for mining railways under conditions of high axle load, but also the toughness required in cold regions. The present invention relates to a high-strength rail excellent in delayed fracture resistance and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、鉄道のレールは耐摩耗性、耐転動
疲労特性等を重視する観点から高強度化のみが指向され
てきた。しかし近年、鉄道輸送の高速化と高軸荷重化に
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。特にロシアやカナダのような寒冷地では靱性
の優れた高強度レールが要求されるようになってきた。
しかし、現在の普通レールの靱性は2mmUノッチシャ
ルピー吸収エネルギーが20℃で10J未満と低く、5
J増加させるのも困難である。
2. Description of the Related Art Heretofore, railroad rails have been focused only on increasing strength from the viewpoint of placing importance on wear resistance, rolling contact fatigue resistance and the like. However, in recent years, with the speeding up of railway transportation and the increase in the axle load, rail use conditions have become increasingly severe. Particularly in cold regions such as Russia and Canada, high-strength rails with excellent toughness have been required.
However, the toughness of the current ordinary rail is as low as 2 mm U notch Charpy absorbed energy of less than 10 J at 20 ° C.
It is also difficult to increase J.

【0003】レールの強度、靱性を向上させる手段とし
ては、従来次の2つの熱処理方法が開示されている。 レール圧延終了後いったんレールを冷却した後に、A
3 点以上に再加熱して加速冷却を行うオフライン熱処
理法(特開昭63−128123号公報)。 レール圧延終了後、Ar3 点以上の温度にある段階で
そのまま加速冷却を行うオンライン熱処理法(特公昭6
3−23244号公報)。
[0003] As means for improving the strength and toughness of the rail, the following two heat treatment methods have been disclosed. After the rails have been cooled once after the end of rail rolling, A
c An off-line heat treatment method of reheating to three or more points to perform accelerated cooling (JP-A-63-128123). After the end of rail rolling, an on-line heat treatment method in which accelerated cooling is performed as it is at a temperature of at least three points of Ar (Japanese Patent Publication No. Sho 6
No. 3-23244).

【0004】また、従来のレールは、高強度化と耐摩耗
性を向上する観点から微細パーライト組織としている
が、パーライト組織では靱性の大幅は向上は望めないの
で、微細パーライト組織に比べより高靱性のベイナイト
組織を有する以下のようなレールも開示されている。
Further, the conventional rail has a fine pearlite structure from the viewpoint of enhancing strength and abrasion resistance. However, it is impossible to greatly improve the toughness of the pearlite structure. The following rail having the bainite structure of the following is also disclosed.

【0005】C量を従来成分よりも幾分低くし、さら
にレールの頭頂部と頭部コーナー部に硬度差をつけ、耐
ころがり疲労損傷性を良好にしたベイナイト組織の有す
るレール(特開平2−282448号公報)。 C量を従来成分よりも低くし、レール頭部表面の耐こ
ろがり疲労損傷性を向上させるためために有効なベイナ
イト組織を有するレール(特開平5−271871号公
報)。
[0005] A rail having a bainite structure in which the C content is somewhat lower than that of the conventional component, a difference in hardness is provided between the top and the corner of the rail, and the resistance to rolling fatigue damage is improved (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 2- 282448). A rail having a bainite structure effective for lowering the C content as compared with the conventional component and improving the rolling fatigue resistance of the rail head surface (Japanese Patent Laid-Open No. 5-271871).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記熱
処理方法やレールには、それぞれ以下ののような問題が
ある。上記の方法では、加速冷却することで鋼を低温
で変態させ、組織の微細化を図れ、かつ変態を繰り返す
ことによる組織を微細化させる効果がある。このため高
強度、高靱性のレールが得られる。しかし、冷却後に再
加熱を行うため熱効率の観点から好ましくない。
However, the above-described heat treatment methods and rails have the following problems, respectively. In the above method, the steel is transformed at a low temperature by accelerated cooling, and the structure can be refined, and the structure can be refined by repeating the transformation. Therefore, a rail having high strength and high toughness can be obtained. However, reheating is performed after cooling, which is not preferable from the viewpoint of thermal efficiency.

【0007】上記の方法では、圧延終了後そのまま加
速冷却を行うため熱効率はよい。しかし、従来の鋼成分
のレールでは加速冷却により強度の向上は図れるもの
の、大幅な靱性の改善は難しい。
In the above method, accelerated cooling is performed as it is after rolling is completed, so that thermal efficiency is good. However, although conventional steel rails can improve strength by accelerated cooling, it is difficult to significantly improve toughness.

【0008】図1には、パーライト組織、ベイナイト組
織及び焼き戻しマルテイサイト組織を有するレールの硬
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。こ
うしたベイナイト組織が有する耐摩耗性の欠点を補うた
めに考えられたのが上記、に示したレールである。
FIG. 1 shows the relationship between the hardness and wear of a rail having a pearlite structure, a bainite structure and a tempered martensitic structure. It can be seen that the bainite structure has a larger wear amount than the pearlite structure, even with the same hardness. The rails described above have been conceived in order to make up for the defect of the wear resistance of the bainite structure.

【0009】しかし、このようなベイナイト組織を有す
るレールは、鉱山鉄道などの重軸荷重条件下で使用され
た場合、レール寿命が著しく短くなるという欠点があ
る。また、重軸荷重条件下では、高強度化に伴う遅れ破
壊の発生することも考慮する必要がある。
However, a rail having such a bainite structure has a drawback that when used under heavy-axial load conditions such as a mine railway, the rail life is significantly shortened. In addition, it is necessary to consider the occurrence of delayed fracture due to the increase in strength under the condition of a heavy axial load.

【0010】そこで、本発明は、寒冷地や重軸荷重条件
下のような厳しい条件下におかれても、上記のような特
性上の問題が生じない耐遅れ破壊性及び靱性に優れた高
強度レール及びその安価な製造方法を提供することを目
的とする。
Accordingly, the present invention is directed to a high-strength steel having excellent delayed fracture resistance and toughness which does not cause the above-mentioned problem in characteristics even under severe conditions such as a cold region and a heavy axial load condition. It is an object to provide a strength rail and an inexpensive manufacturing method thereof.

【0011】具体的には、レールの引張強度が1300
MPa以上、20℃における2mmUノッチのシャルピ
ー吸収エネルギーが30J以上、耐遅れ破壊性
(K1SCC)が100Kgf・mm-3/2以上であるレール
を課題とする。引張強度が1300MPa以上あれば、
従来のパーライト型高強度レールと同等以上の耐摩耗性
が得られ、また、靱性が30J以上あればロシアの規格
である18Jより1.5倍以上も優れた特性が得られる
ためである。
Specifically, the rail has a tensile strength of 1300
MPa or more, Charpy absorbed energy of 2mmU notch at 20 ° C. or higher 30 J, delayed fracture resistance (K 1SCC) is an object of the rail is 100 Kgf · mm -3/2 or more. If the tensile strength is 1300 MPa or more,
This is because abrasion resistance equal to or higher than that of a conventional pearlite-type high-strength rail can be obtained, and if the toughness is 30 J or more, characteristics superior to Russia's standard 18 J by 1.5 times or more can be obtained.

【0012】遅れ破壊特性は、片持ち式遅れ破壊試験
機を用いて求めたKlsccで評価し、レールより応
力、切り欠条件の厳しい130kg級ボルト鋼の場合、
lsccが100kgf・m−3/2以上であれば、
レールの使用上問題ないことがわかっているので、この
値を判定基準とした。
[0012] The delayed fracture properties are evaluated by K lscc obtained by using a cantilever-type delayed fracture testing machine, the stress from the rail, in the case of a severe 130kg class bolt steel notch condition,
If K lscc is 100kgf · m -3/2 or more,
Since it is known that there is no problem in using the rail, this value was used as a criterion.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

(1)第1の発明は、下記の特徴(成分組成はwt%で
ある)を備えた耐遅れ破壊性、耐摩耗性及び靱性に優れ
た高強度レールである。 (a)C:0.2〜0.5%、Si:0.1〜2% Mn:1〜4%、P:0.035%以下、S:0.03
5%以下、Cr:0.3〜3% Nb:0.05〜0.1% 残部が実質的に鉄からなる成分組成を有するレールであ
って、(b)前記レールの金属組織がベイナイト組織で
あり、(c)前記レールの頭部及び頭部コーナー部の硬
度がいずれの位置においてもHVで400〜500の間
にある。
(1) The first invention is a high-strength rail having the following characteristics (the component composition is wt%) and excellent in delayed fracture resistance, wear resistance and toughness. (A) C: 0.2 to 0.5%, Si: 0.1 to 2% Mn: 1 to 4%, P: 0.035% or less, S: 0.03
5% or less, Cr: 0.3 to 3% Nb: 0.05 to 0.1% A rail having a component composition substantially composed of iron, and (b) a bainite structure of the rail. (C) The hardness of the head and the corner of the head of the rail is between 400 and 500 in HV at any position.

【0014】(2)第2の発明は、第1の発明のレール
の成分組成に加え、Ni:0.1〜1%、Mo:0.1
〜1%、V:0.01〜0.1%を1種以上含有するこ
とを特徴とする耐遅れ破壊性、耐摩耗性及び靱性に優れ
た高強度レールである。
(2) In the second invention, in addition to the component composition of the rail of the first invention, Ni: 0.1 to 1%, Mo: 0.1
A high-strength rail excellent in delayed fracture resistance, abrasion resistance and toughness, characterized in that it contains at least one kind of V, 0.01 to 0.1%.

【0015】(3)第3の発明は、第1及び第2の発明
において、レールの引張強度が1300MPa以上、2
0℃における2mmUノッチのシャルピー吸収エネルギ
ーが30J以上、耐遅れ破壊性(K1SCC)が100Kg
f・mm-3/2以上である耐遅れ破壊性、耐摩耗性及び靱
性に優れた高強度レールである。
(3) In the third invention, in the first and second inventions, the rail has a tensile strength of 1300 MPa or more,
Charpy absorbed energy of 2 mm U notch at 0 ° C is 30 J or more, and delayed fracture resistance (K 1SCC ) is 100 kg.
It is a high-strength rail excellent in delayed fracture resistance, abrasion resistance and toughness of not less than f · mm −3/2 .

【0016】(4)第4の発明は、下記の工程を備えた
ことを特徴とする(成分組成はWt%である)耐遅れ破
壊性、耐摩耗性及び靱性に優れた高強度レールの製造方
法である。 (a)C:0.2〜0.5%、Si:0.1〜2% Mn:1〜4%、P:0.035%以下、 S:0.035%以下、Cr:0.3〜3% Nb:0.05〜0.1% 残部が実質的に鉄からなる成分組成を有する鋼を用意
し、 (b)前記鋼を仕上温度が800〜1000℃の範囲で
レールに熱間圧延し、 (c)前記レールをオンラインでベイナイト変態開始点
以上の温度から400℃以下まで冷却速度5℃/sec
以下で冷却する。
(4) The fourth invention comprises the following steps.
Characterized in that (the component composition is Wt%)
This is a method for manufacturing a high-strength rail excellent in fragility, wear resistance and toughness. (A) C: 0.2 to 0.5%, Si: 0.1 to 2% Mn: 1 to 4%, P: 0.035% or less, S: 0.035% or less, Cr: 0.3 Nb: 0.05 to 0.1% A steel having a component composition substantially consisting of iron is prepared. (B) The steel is hot-rolled on a rail at a finishing temperature of 800 to 1000 ° C. (C) cooling the rail online from a temperature above the bainite transformation start point to 400 ° C. or less, at a cooling rate of 5 ° C./sec.
Cool below.

【0017】(5)第5の発明は、第4の発明におい
て、前記鋼の成分組成が更に、Ni:0.1〜1%、M
o:0.1〜1%、V:0.01〜0.1%を1種以上
含有することを特徴とする請求項4に記載された耐遅れ
破壊性、耐摩耗性及び靱性に優れた高強度レールの製造
方法である。
(5) In a fifth aspect based on the fourth aspect, the steel composition further comprises Ni: 0.1-1%, M
O: 0.1 to 1%, V: 0.01 to 0.1%, one or more of which are excellent in delayed fracture resistance, wear resistance and toughness. This is a method for manufacturing a high-strength rail.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明のレールの成分組成(wt
%)、ミクロ組織、硬度及び製造条件についての限定理
由を以下に述べる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The component composition (wt.
%), Microstructure, hardness and manufacturing conditions are described below.

【0019】C:0.2〜0.5%とする。 Cは鋼の強度及び耐磨耗性を確保するための必須の元素
であり、0.2%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、0.5%を超えるとレ
ール頭部に均一なベイナイト組織が得られず靱性を劣化
させてしまう。そこで、上記範囲とする。
C: 0.2-0.5%. C is an essential element for ensuring the strength and abrasion resistance of the steel, and if it is less than 0.2%, it is difficult to secure the hardness as rail steel at low cost. On the other hand, if it exceeds 0.5%, a uniform bainite structure cannot be obtained on the rail head, and the toughness is deteriorated. Therefore, the above range is set.

【0020】Si:0.1〜2%とする。 Siは脱酸剤として有効なだけでなく、ベイナイト組織
中のフェライトに固溶して強度を上昇させ耐摩耗性を向
上させる元素であるが、0.1%未満ではその効果が認
められず2%を超えると鋼の脆化が生じる。そこで、上
記範囲とする。
Si: 0.1 to 2%. Si is not only effective as a deoxidizing agent, but also is an element that forms a solid solution with ferrite in a bainite structure to increase the strength and improve the wear resistance. %, The steel becomes brittle. Therefore, the above range is set.

【0021】Mn:1〜4%とする。 Mnはベ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、1%未満ではその効果が小さく、4%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、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。そこで、上記範囲とする。
Mn: 1-4%. 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 1%, the effect is small, and if it exceeds 4%, a martensitic structure is liable to occur due to micro-segregation of steel, and hardening or embrittlement occurs during heat treatment and welding, resulting in deterioration of material. Therefore, the above range is set.

【0022】P:0.035%以下とする。 Pは0.035%を超えると靱性を劣化するためであ
る。
P: 0.035% or less. This is because if P exceeds 0.035%, the toughness deteriorates.

【0023】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て、材質の劣
化を引き起こすためである。
S: 0.035% or less. S is present in steel mainly in the form of inclusions, but 0.035
%, The amount of the inclusions is significantly increased to cause deterioration of the material.

【0024】Cr:0.3〜3%とする。 Crはベイナイト焼入性を増加する元素であり、本発明
鋼では金属組織をベイナイト組織として高強度化を図る
ため、非常に重要な元素である。0.3%未満ではベイ
ナイト焼入性が低く、金属組織が均一なベイナイト組織
にならない。一方、3.5%を超えるとマルテンサイト
が生成しやすくなり好ましくない。そこで、上記範囲と
する。
Cr: 0.3 to 3%. Cr is an element that increases the hardenability of bainite, and is a very important element in the steel of the present invention in order to increase the strength by using the metal structure as a bainite structure. If it is less than 0.3%, the bainite hardenability is low, and the metal structure does not become a uniform bainite structure. On the other hand, when the content exceeds 3.5%, martensite is easily generated, which is not preferable. Therefore, the above range is set.

【0025】Nb:0.05〜0.1%とする。 Nbはベイナイト中の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度を高く
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。また、Nbは結晶粒の微細化、粒界への炭化
物の析出を防止し、耐遅れ破壊性を向上させる。ただ
し、その効果は0.05%未満では効果がなく、0.1
%を超えるとその効果が飽和する。そこで、上記範囲と
する。
Nb: 0.05 to 0.1%. Nb is combined with C in bainite and precipitates after rolling, so it is effective to increase the hardness by precipitation strengthening to the inside of the head, improve wear resistance and extend the life of the rail. Also, Nb prevents crystal grains from being refined and carbides from being precipitated at grain boundaries, and improves delayed fracture resistance. However, the effect is not effective if less than 0.05%, and 0.1%.
%, The effect saturates. Therefore, the above range is set.

【0026】Ni:0.1〜1%とする。 Mo:0.1〜1%とする。 V:0.01〜0.1%とする。 Ni、Moはいずれもベイナイトに固溶してベイナイト
焼入性を向上せしめ、高強度化するのに有効な元素であ
る。しかし、上記範囲未満ではその効果が認められず、
上記範囲を超えた添加ではその効果が飽和してまうの
で、上記範囲とする。また、Vは圧延後に、Cと結び付
いてベイナイト中に析出することから、頭部の内部まで
析出強化により硬度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。しかし、上記範囲
未満ではその効果が認められず、上記範囲を超えた添加
ではその効果が飽和してまう。従って、これらの元素は
上記範囲内で1種以上添加することが有効である。
Ni: 0.1 to 1%. Mo: 0.1 to 1%. V: 0.01 to 0.1%. Both Ni and Mo are effective elements for forming a solid solution in bainite, improving the hardenability of bainite, and increasing the strength. However, the effect is not recognized below the above range,
If the addition exceeds the above range, the effect is saturated, so that the range is set to the above range. In addition, since V precipitates in bainite in combination with C after rolling, it is effective for increasing the hardness by precipitation strengthening to the inside of the head, improving wear resistance, and extending the life of the rail. However, the effect is not recognized below the above range, and the effect is saturated when added beyond the above range. Therefore, it is effective to add one or more of these elements within the above range.

【0027】金属組織(ミクロ組織):上記成分組成に
加えて、鋼の金属組織をベイナイト組織とする。ベイナ
イト組織とすることにより、従来レールのパーライト組
織と比較して高強度化、高靱性化することが可能であ
る。
Metal structure (microstructure): In addition to the above component composition, the metal structure of steel is a bainite structure. By using a bainite structure, it is possible to increase the strength and the toughness as compared with the pearlite structure of the conventional rail.

【0028】硬度:以下に示す理由で、レールの頭頂
部、頭部コーナー部のいずれの位置においてもHVで4
00〜500の間とする。
Hardness: For any of the following reasons, HV is 4 at both the top and the corner of the rail.
It is between 00 and 500.

【0029】一般的に硬度と磨耗量との間には一定の関
係がある。磨耗量は実際に敷設した場合の摩耗量で評価
することが最も望ましいが、西原式摩耗試験機を用いて
実敷設レール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、以
下に示す試験片の耐摩耗性(硬度と摩耗減量比の関係)
を評価した。
Generally, there is a certain relationship between hardness and abrasion. It is most desirable to evaluate the amount of abrasion based on the amount of abrasion when actually laid. However, it is also effective to use a Nishihara-type abrasion tester to evaluate the abrasion by a comparative test that simulates the contact conditions of an actually laid rail. Using this test method, the abrasion resistance (relationship between hardness and abrasion loss ratio) of the test piece shown below
Was evaluated.

【0030】供試鋼は、その成分組成を表1、2、4、
6、8、10、12、14に示したが、C、Si、M
n、Cr、Nb、Ni、Mo、Vを種々変化させた鋼で
あり、これを1250℃に加熱し、請求項に記載の圧
延、冷却条件を満足するように、920℃で圧延を終了
後空冷した板厚12mmの鋼板を使用した。
Table 1 shows the composition of the test steel.
6, 8, 10, 12, and 14, C, Si, M
n, Cr, Nb, Ni, Mo and V are variously changed steels, which are heated to 1250 ° C., and after rolling at 920 ° C. so as to satisfy the rolling and cooling conditions described in the claims. An air-cooled steel plate having a thickness of 12 mm was used.

【0031】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50kg、すべ
り率−10%、潤滑剤無しの条件で摩耗試験を行い、5
0万回転後の摩耗減量を測定した。評価は、普通レール
の摩耗減量を測定し、普通レールに対する供試鋼の摩耗
減量比により行なった。
From these steel plates, an outer diameter of 30 mm and a width of 8 mm
A Nishihara type abrasion test specimen was taken and subjected to a wear test under the conditions of a contact load of 50 kg, a slip ratio of -10%, and no lubricant.
The abrasion loss after 10,000 rotations was measured. The evaluation was performed by measuring the weight loss of the ordinary rail and measuring the wear loss ratio of the test steel to the ordinary rail.

【0032】図2に、摩耗減量比に及ぼす硬度の影響を
調査した結果を示す。パーライト組織を有する普通レー
ルの硬度はHV250程度である。ベイナイト組織にお
いては、硬度の増加に伴い摩耗減量比が減少しており、
また、同一硬度においてはパーライト組織よりもベイナ
イト組織のほうが摩耗減量比が大きい。
FIG. 2 shows the results of an investigation on the effect of hardness on the wear loss ratio. The hardness of a normal rail having a pearlite structure is about HV250. In the bainite structure, the wear loss ratio decreases with increasing hardness,
At the same hardness, the bainite structure has a larger wear loss ratio than the pearlite structure.

【0033】ただし、ベイナイト組織においては、Mn
量が1%以上のものはMn量が1%未満のものに比べ、
同一硬度における摩耗減量比が小さい傾向がみられ、硬
度がHV400以上になれば摩耗減量比が普通レールと
同程度以下になっている。
However, in the bainite structure, Mn
When the amount is 1% or more, the Mn amount is less than 1%,
There is a tendency that the wear loss ratio at the same hardness is small, and when the hardness becomes HV400 or more, the wear loss ratio becomes equal to or less than that of the ordinary rail.

【0034】従って、Mnを1%以上含有するベイナイ
ト組織を有するレールの頭頂部、頭部コーナー部のいず
れの位置においてもの硬度がHV400以上であれば、
現在使用されている普通レールと同等以上の耐摩耗性が
得らる。
Therefore, if the hardness at any of the top and the corner of the rail having a bainite structure containing 1% or more of Mn is HV400 or more,
Abrasion resistance equal to or higher than that of ordinary rails currently used is obtained.

【0035】また、図3に硬度と疲労強度の関係を示す
が、同一硬度で比較した場合、ベイナイト鋼はパーライ
ト鋼より疲労強度が高い。このため、ベイナイト鋼にお
いては、硬度がHV350以上あれば、従来のパーライ
トレールと同程度以上の疲労強度が確保でき、損傷抵抗
性の低下はない。そこで、耐摩耗性と損傷抵抗性とを考
慮し、硬度をHV400以上とした。
FIG. 3 shows the relationship between hardness and fatigue strength. When compared at the same hardness, bainite steel has higher fatigue strength than pearlite steel. For this reason, in the bainite steel, if the hardness is HV350 or more, the same fatigue strength as that of the conventional pearlite rail or more can be secured, and the damage resistance does not decrease. Therefore, the hardness is set to HV400 or more in consideration of abrasion resistance and damage resistance.

【0036】また、レールの頭頂部、頭部コーナー部の
いずれの位置においてもHV500を超えると、図4に
示すように、耐遅れ破壊性が劣化する。そこで、硬度を
HV500以下とした。
If the HV exceeds 500 at any of the top and the corner of the rail, FIG.
As shown, the delayed fracture resistance deteriorates. Therefore, the hardness is set to HV500 or less.

【0037】また、本発明のレールは強度が高いため、
レールの枕木への締結を考慮すると遅れ破壊の可能性が
考えられる。遅れ破壊性は片持ち張り式遅れ破壊試験機
を用いて3%NaCl中で試験し、K1SCCで評価した。
従来のパーライト組織レールは遅れ破壊性の問題は顕在
化していないが、レールより応力と切り欠き条件の厳し
い130kg級ボルト鋼においてもK1SCCが100kg
f・m-3/2以上であれば実用上問題がないことが知られ
ているので、これを目安とした。
Further, since the rail of the present invention has high strength,
Considering the fastening of rails to sleepers, there is a possibility of delayed fracture. Delayed fracture was tested in 3% NaCl using a cantilevered delayed fracture tester and evaluated by K1SCC .
The conventional pearlitic structure rail does not show the problem of delayed fracture, but K1SCC is 100kg even in 130kg class bolt steel where the stress and notch condition are more severe than the rail.
It is known that there is no practical problem if f · m −3/2 or more.

【0038】図4にK1SCCに対する硬度の影響を調査し
た結果を示す。供試鋼として、表1、8に成分を示した
21種の鋼種を用い、上記試験方法によるK1SCCで評価
した結果を示す。硬度の増加に伴いK1SCCが減少してお
り、同一硬度においては、パーライト組織よりもベイナ
イト組織のほうがK1SCCが小さい。
FIG. 4 shows the results of an investigation on the effect of hardness on K1SCC . The results of the evaluation by K1SCC according to the above-described test method using 21 steel types whose components are shown in Tables 1 and 8 are shown as test steels. The K 1SCC decreases as the hardness increases, and at the same hardness, the K1SCC is smaller in the bainite structure than in the pearlite structure.

【0039】ただし、ベイナイト組織においては、Nb
量が0.05%以上のものは、0.05%未満のものに
比べ、同一硬度におけるK1SCCが高い値を示す。これ
は、上述したように、Nbの添加により結晶粒の微細
化、また、粒界への炭化物の析出が抑制され粒界破壊が
防止されたためと考えられる。Nb量が0.05%以上
であれば、HV500以下の条件下で100kgf・m
-3/2以上のK1SCCが得られる。
However, in the bainite structure, Nb
Those having an amount of 0.05% or more show higher values of K1SCC at the same hardness than those having an amount of less than 0.05%. This is presumably because, as described above, the addition of Nb reduced the size of the crystal grains and suppressed the precipitation of carbides at the grain boundaries, thereby preventing grain boundary destruction. If the Nb content is 0.05% or more, 100 kgf · m under the condition of HV 500 or less
-3/2 or more of K 1SCC is obtained.

【0040】[0040]

【表1】 [Table 1]

【0041】圧延条件:上記成分組成の鋼をベイナイト
組織とし、上記レールの材料特性を得るためには、レー
ルの熱間圧延仕上温度が800〜1000℃となるよう
にし、熱間圧延後、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5℃/sec以下
の冷却速度(空冷を含む)で冷却する。ここでオンライ
ン冷却とは、レール圧延終了後直ちに該圧延ラインにお
いて冷却を行う方法である。オンライン冷却は、熱間圧
延後いったん室温まで冷却した後再加熱して熱処理する
方法に比べて、熱効率がよい。
Rolling conditions: In order to obtain a steel having the above-mentioned composition and having a bainite structure and to obtain the material characteristics of the rail, the hot-rolling finishing temperature of the rail is set to 800 to 1000 ° C. Then, the temperature from the temperature above the bainite transformation start point to 400 ° C. or less is cooled at a cooling rate (including air cooling) of 5 ° C./sec or less. Here, the online cooling is a method of performing cooling in the rolling line immediately after the end of rail rolling. The on-line cooling has better thermal efficiency than a method of once cooling to room temperature after hot rolling and then reheating and heat treatment.

【0042】圧延仕上温度が800℃未満では圧延中に
ベイナイト変態が開始してしまい、強度が著しく低下す
る。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、熱間圧延後の靱性の確保が困難
になる。そこで、圧延温度は800〜1000℃とす
る。
When the rolling finishing temperature is lower than 800 ° C., bainite transformation starts during rolling, and the strength is significantly reduced. On the other hand, when the rolling finish temperature exceeds 1000 ° C., austenite grains become coarse, and it becomes difficult to secure toughness after hot rolling. Therefore, the rolling temperature is set to 800 to 1000 ° C.

【0043】冷却速度に関しては、空冷でもベイナイト
組織が得られ、所望の強度、靱性等が確保できる。しか
し、5℃/sec を超えるとマルテンサイトが生成し靱性
が著しく低下する。そこで、冷却速度は5℃以下とす
る。
Regarding the cooling rate, a bainite structure can be obtained even by air cooling, and desired strength and toughness can be secured. However, when the temperature exceeds 5 ° C./sec, martensite is formed and the toughness is remarkably reduced. Therefore, the cooling rate is set to 5 ° C. or less.

【0044】[0044]

【実施例】以下に本発明の具体的な実施例を示す。な
お、本文、図、表中でTSは引張強度、UE20は20℃
における2mmUノッチシャルピー試験における吸収エ
ネルギーを表している。
EXAMPLES Specific examples of the present invention will be described below. In the text, figures and tables, TS is the tensile strength and UE 20 is 20 ° C.
Represents the absorbed energy in a 2 mm U notch Charpy test.

【0045】実施例1 表2に示す成分を有する供試鋼を1250℃に加熱し、
920℃で圧延を終了後空冷した板厚12mmの鋼板を
使用し、引張試験、シャルピー衝撃試験及び摩耗試験を
行った。摩耗試験については、外径30mm、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50kg、潤
滑剤無しの条件で試験を行い、50万回転後の摩耗減量
を測定した。なお、比較として行った普通レール材の摩
耗減量との比をとることで摩耗減量比を求めている。
Example 1 A test steel having the components shown in Table 2 was heated to 1250 ° C.
After rolling at 920 ° C., a 12 mm-thick steel sheet air-cooled was used for a tensile test, a Charpy impact test and a wear test. For the abrasion test, the outer diameter is 30 mm and the width is 8 mm
From a rolled steel plate, and tire test pieces of the same dimensions from a railway wheel material, and using a Nishihara-type abrasion tester, a slip rate of -10%, a contact load of 50 kg, and no lubricant. The test was performed under the conditions, and the abrasion loss after 500,000 rotations was measured. The wear loss ratio is determined by taking the ratio with the wear loss of the ordinary rail material performed as a comparison.

【0046】機械的性質及び摩耗減量比の測定結果を表
3に示す。本発明よりもC量が低いB−1については、
硬度もHV333と本発明の下限値未満となり、そのた
め摩耗減量比が2.64と高く実用に供し得ない。
Table 3 shows the measurement results of the mechanical properties and the wear loss ratio. For B-1 having a lower C content than the present invention,
The hardness is also HV333, which is less than the lower limit of the present invention, and therefore the wear loss ratio is as high as 2.64, which is not practical.

【0047】また、本発明よりもC量が高く、パーライ
ト組織を呈しているB−6については、硬度もHV35
2と本発明の下限値未満であり、摩耗減量比も1.30
と高い。また、靱性も U20が20.5Jと本発明下限
値未満である。これに対し、成分が本請求項範囲を満た
すB−2、3、4、5は強度、靱性、摩耗減量比いずれ
も目標範囲内の値を示している。
In the case of B-6 having a higher C content than the present invention and exhibiting a pearlite structure, the hardness is also HV35.
2, which is less than the lower limit of the present invention, and the wear loss ratio is also 1.30.
And high. Further, toughness U E 20 is less than 20.5J and the present invention the lower limit value. On the other hand, B-2, 3, 4, and 5 whose components satisfy the scope of the present invention show values within the target ranges for all of the strength, toughness, and wear reduction ratio.

【0048】[0048]

【表2】 [Table 2]

【0049】[0049]

【表3】 [Table 3]

【0050】実施例2 表4に示す成分、硬度を有する供試鋼について実施例1
と同様な条件で加工し、得られた鋼板について、引張試
験、シャルピー衝撃試験及び摩耗試験を行い、機械的性
質及び摩耗減量比を表5に示す。供試鋼は全てベイナイ
ト組織を呈している。Mnの含有量が本請求範囲よりも
低いC−1,2は硬度が低く、摩耗減量比がそれぞれ
2.98、1.55と高い値を示す。
Example 2 A test steel having the components and hardness shown in Table 4 was used in Example 1.
The resulting steel sheet was subjected to a tensile test, a Charpy impact test, and a wear test. The mechanical properties and the wear loss ratio are shown in Table 5. All the test steels have a bainite structure. C-1 and C-2 in which the content of Mn is lower than the claimed range have a low hardness and high wear loss ratios of 2.98 and 1.55, respectively.

【0051】これに対し、Mnの含有量が本請求範囲を
満たすC−3、4、5、6、7、8、10は強度、靱
性、摩耗減量比いずれも本発明の目標値を示している。
しかし、Mnの含有量が請求範囲よりも高いC−10で
は硬度が請求項で規定するHV500を超えており、ま
た、Mnの耐摩耗性の向上効果が飽和している。
On the other hand, C-3, 4, 5, 6, 7, 8, and 10 in which the content of Mn satisfies the claims of the present invention show the target values of the present invention in all of the strength, toughness and wear loss ratio. I have.
However, in the case of C-10 in which the Mn content is higher than the claimed range, the hardness exceeds HV500 specified in the claims, and the effect of improving the wear resistance of Mn is saturated.

【0052】[0052]

【表4】 [Table 4]

【0053】[0053]

【表5】 [Table 5]

【0054】実施例3 表6に示す成分、硬度を有する供試鋼について実施例1
と同様な条件で加工し、得られた鋼板について、引張試
験、シャルピー衝撃試験及び摩耗試験を行った。機械的
性質および摩耗減量比を表7に示す。供試鋼はすべてベ
イナイト組織を呈している。
Example 3 Example 1 was applied to a test steel having the components and hardness shown in Table 6.
The resulting steel sheet was subjected to a tensile test, a Charpy impact test, and a wear test. Table 7 shows the mechanical properties and the wear loss ratio. All test steels have a bainite structure.

【0055】D−1はCr含有量が請求範囲より低く、
摩耗減量比が2.52と高い。これに対して、Cr含有
量が請求範囲にあるD−2,3,4,5,6,7,8は
強度、靱性、摩耗減量比がいずれも本発明の目標値を達
成している。しかし、Cr含有量が請求範囲を超えてい
るD−9ではCrの効果が飽和している。
D-1 has a lower Cr content than the claimed range,
The wear loss ratio is as high as 2.52. On the other hand, D-2,3,4,5,6,7,8 having a Cr content in the claims satisfy the target values of the present invention in all of the strength, toughness, and wear reduction ratio. However, the effect of Cr is saturated in D-9 in which the Cr content exceeds the claimed range.

【0056】[0056]

【表6】 [Table 6]

【0057】[0057]

【表7】 [Table 7]

【0058】実施例4 表8に示す成分、硬度を有する供試鋼について実施例1
と同様な条件で加工し、得られた鋼板について、引張試
験、シャルピー衝撃試験及び摩耗試験を行った。機械的
性質及び摩耗減量比を表9に示す。供試鋼はすべてベイ
ナイト組織を呈している。Nb含有量が請求範囲よりも
低いE−1、2は強度、靱性、摩耗減量比いずれも本発
明の目標範囲内の値を示しているが、遅れ破壊性が10
0kgf・m-3/2に達していない。これに対して、Nb
が請求範囲を満たすE−3,4は強度、靱性、摩耗減量
比、耐遅れ破壊性のいずれも本発明の目標値を達成して
いる。
Example 4 A test steel having the components and hardness shown in Table 8 was used in Example 1.
The resulting steel sheet was subjected to a tensile test, a Charpy impact test, and a wear test. Table 9 shows the mechanical properties and the wear loss ratio. All test steels have a bainite structure. E-1, 2 in which the Nb content is lower than the claimed range, each of the strength, toughness, and wear loss ratio are values within the target range of the present invention, but the delayed fracture property is 10%.
It has not reached 0 kgf · m -3/2 . On the other hand, Nb
E-3,4 satisfying the claims satisfy the target values of the present invention in all of the strength, toughness, wear loss ratio, and delayed fracture resistance.

【0059】[0059]

【表8】 [Table 8]

【0060】[0060]

【表9】 [Table 9]

【0061】実施例5 表10に示す成分、硬度を有する供試鋼について実施例
1と同様に引張試験、シャルピー衝撃試験及び摩耗試験
を行った。機械的性質及び摩耗減量比を表11に示す。
供試鋼は全てベイナイト組織を呈している。F−1はN
i、Moを添加していないが、請求範囲であり、強度、
靱性、摩耗減量比いずれも本発明の目標値を達成してい
る。
Example 5 A tensile test, a Charpy impact test and an abrasion test were performed on a test steel having the components and hardness shown in Table 10 in the same manner as in Example 1. Table 11 shows the mechanical properties and the wear loss ratio.
All the test steels have a bainite structure. F-1 is N
Although i and Mo were not added, it was within the scope of claims, and the strength,
Both the toughness and the wear loss ratio achieve the target values of the present invention.

【0062】NiとMoの含有量が本請求範囲よりも低
いF−2、6はNi、Moを添加していないF−1に比
べ強度、靱性、摩耗減量比いずれもほとんど変化がな
く、Ni、Mo添加の効果が現れていない。Ni、Mo
の1種まはた2種の添加量が請求範囲を満たしているE
−3、4、7、8、10は強度、靱性、摩耗減量比いず
れも本発明の目標値を示しており、かつF−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F−5、9は強度、靱性、摩耗減量比がF−4、
8と同等であり、Ni、No添加の効果が飽和してい
る。
F-2 and F6, in which the contents of Ni and Mo are lower than the claimed range, have almost no change in any of the strength, toughness and wear reduction ratio as compared with F-1 in which Ni and Mo are not added. And the effect of the addition of Mo does not appear. Ni, Mo
The amount of one or two of the above E satisfies the claims.
-3, 4, 7, 8, and 10 show the target values of the present invention in all of the strength, toughness, and wear reduction ratio, and show values superior to F-1. F-5, 9 in which the added amounts of Ni and Mo exceed the scope of the present invention, the strength, toughness and wear loss ratio are F-4,
8 and the effect of adding Ni and No is saturated.

【0063】[0063]

【表10】 [Table 10]

【0064】[0064]

【表11】 [Table 11]

【0065】実施例6 表12に示す成分、硬度を有する供試鋼について実施例
1と同様に引張試験、シャルピー衝撃試験及び摩耗試験
を行った。機械的性質及び摩耗減量比を表13に示す。
供試鋼は全てベイナイト組織を呈している。G−1はV
を添加していないが、請求範囲の成分組成であり、強
度、靱性、摩耗減量比いずれも本発明の目標を達成して
いる。
Example 6 A tensile test, a Charpy impact test and an abrasion test were carried out in the same manner as in Example 1 on a test steel having the components and hardness shown in Table 12. Table 13 shows the mechanical properties and the wear loss ratio.
All the test steels have a bainite structure. G-1 is V
Is not added, but the composition is within the scope of the claims, and the strength, toughness, and wear reduction ratio all achieve the goals of the present invention.

【0066】Vの添加量が請求範囲を満たしているG−
2、3は強度、靱性、摩耗減量比いずれも本発明の目標
値を示しており、かつG−1より優れた値を示してい
る。Vの添加量が本請求範囲を超えるG−4は強度、靱
性、摩耗減量比がG−3と同等であり、Vの効果が飽和
している。
The amount of added V satisfies the claims.
2, 3 show the target values of the present invention in all of the strength, toughness, and wear loss ratio, and show values superior to G-1. G-4 in which the added amount of V exceeds the claimed range has the same strength, toughness, and wear reduction ratio as G-3, and the effect of V is saturated.

【0067】また、G−5はNi、Mo、Vを本請求範
囲内ですべて満足しているが、単独あるいは2種のみの
添加(F−10、G−3)に比べ強度、靱性、摩耗減量
比いずれも優れた値を示している。
G-5 satisfies Ni, Mo, and V all within the scope of the present invention, but has a higher strength, toughness, and abrasion than the addition of only one type or only two types (F-10, G-3). Both weight loss ratios show excellent values.

【0068】[0068]

【表12】 [Table 12]

【0069】[0069]

【表13】 [Table 13]

【0070】実施例7 表14に本発明の成分条件を満たすH−1、2鋼を示
す。表15に、この2鋼種について圧延仕上げ温度を7
60〜1030℃まで変化させ実際にレール形状に圧延
し、その後冷却温度を空冷〜6.5℃/sまで変化さ
せ、製造したレールの引張特性、2mmUノッチシャル
ピー試験における20℃での衝撃吸収エネルギー、ミク
ロ組織、硬度、摩耗減量比を示す。摩耗減量比は圧延材
頭部から実施例1に示した摩耗試験用サンプルを採取
し、実施例1と同様な試験法により評価した。
Example 7 Table 14 shows H-1, 2 steels satisfying the component conditions of the present invention. Table 15 shows that the rolling finish temperatures of these two steel types were 7
The temperature was changed from 60 to 1030 ° C. and actually rolled into a rail shape, and then the cooling temperature was changed from air-cooled to 6.5 ° C./s. Tensile properties of the manufactured rails, shock absorption energy at 20 ° C. in a 2 mm U notch Charpy test , Microstructure, hardness and wear loss ratio. The wear loss ratio was evaluated by the same test method as in Example 1 by taking a sample for the wear test shown in Example 1 from the head of the rolled material.

【0071】条件1は冷却速度は満足しているが圧延仕
上温度を満足していないために、TSが1168MP
a、摩耗減量比2.19(硬度HV350)と低い値を
示している。条件2、3、4、5、6、8、9、10、
12は共に圧延仕上温度、冷却速度を満足しているた
め、TS≧1300MPa、 U20≧30J,摩耗減量
比1以下(硬度HV400〜500)を良好な値を示し
ている。
In condition 1, the cooling rate was satisfied, but the rolling finishing temperature was not satisfied, so that TS was 1168 MPa.
a, a low value of a wear loss ratio of 2.19 (hardness HV350). Conditions 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10,
12 both finishing rolling temperature, because it satisfies the cooling rate, TS ≧ 1300 MPa, and U E 20 ≧ 30 J, abrasion loss ratio of 1 or less (hardness HV400~500) show good values.

【0072】条件7、11、13は圧延仕上温度は条件
を満足しているものの、冷却速度を満足していないため
に、条件7では U20=23.0J、条件11では U
20=28.5J、条件13では U20=21.1Jと低
い値を示している。条件14、15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、
条件14では U20=28.9J、条件15では U20
=22.0Jと低い値を示している。
The conditions 7, 11, and 13 satisfy the condition of the rolling finish temperature but do not satisfy the cooling rate. Therefore, under the condition 7, U E 20 = 23.0 J, and under the condition 11, U E 20 = 23.0 J.
20 = 28.5 J, and under the condition 13, U E 20 = 21.1 J, which is a low value. Conditions 14 and 15 satisfy the cooling rate but do not satisfy the rolling finishing temperature.
Under condition 14, U E 20 = 28.9J, and under condition 15, U E 20
= 22.0J, which is a low value.

【0073】[0073]

【表14】 [Table 14]

【0074】[0074]

【表15】 [Table 15]

【0075】[0075]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るレー
ルは、寒冷地や重軸荷重条件下のような厳しい条件下に
おかれても、特性上の問題が生じない耐遅れ破壊性、耐
摩耗性及び靱性に優れた高強度レールである。具体的に
は、レールの引張強度が1300MPa以上、20℃に
おける2mmUノッチのシャルピー吸収エネルギーが3
0J以上、耐遅れ破壊性(K1SCC)が100Kgf・m
-3/2以上であるレールである。また、本発明の方法に
よれば、上記特性を有するレールを安価に製造できる。
As described above, the rail according to the present invention has a delayed fracture resistance that does not cause a problem in characteristics even under severe conditions such as a cold region and a heavy axial load condition. High-strength rail with excellent wear resistance and toughness. Specifically, the tensile strength of the rail is 1300 MPa or more, and the Charpy absorbed energy of a 2 mm U notch at 20 ° C. is 3
0J or more, delayed fracture resistance (K 1SCC ) of 100 kgf · m
a rail is m -3/2 or more. Further, according to the method of the present invention, a rail having the above characteristics can be manufactured at low cost.

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

【図1】種々の金属組織を示すレール鋼の硬度と摩耗量
との関係を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a relationship between hardness and wear of rail steel having various metal structures.

【図2】Mn量の異なるレール鋼の硬度と摩耗減量比と
の関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the hardness of rail steel having different Mn amounts and the wear loss ratio.

【図3】レール鋼の硬度と疲労強度との関係を示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between hardness of rail steel and fatigue strength.

【図4】レール鋼の硬度と遅れ破壊特性(K1SCC)との
関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between hardness of rail steel and delayed fracture characteristics (K 1SCC ).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22C 38/00 C21D 8/00 C22C 38/58 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C22C 38/00 C21D 8/00 C22C 38/58

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 下記の特徴(成分組成はwt%である)
を備えた耐遅れ破壊性、耐磨耗性及び靭性に優れた高強
度レール。 (a)C:0.2〜0.5%、Si:0.1〜2% Mn:1〜4%、P:0.035%以下、 S:0.035%以下、Cr:0.3〜3%Nb:0.05超え〜0.1% 残部が実質的に鉄からなる成分組成を有するレールであ
って、 (b)前記レールの金属組織がベイナイト組織であり、 (c)前記レールの頭部及び頭部コーナー部の硬度がい
ずれの位置においてもHVで400〜500の間にあ
る。
1. The following characteristics (component composition is wt%)
High strength rail with excellent delayed fracture resistance, abrasion resistance and toughness. (A) C: 0.2 to 0.5%, Si: 0.1 to 2% Mn: 1 to 4%, P: 0.035% or less, S: 0.035% or less, Cr: 0.3 Nb: more than 0.05% to 0.1 % Nb: a rail having a component composition substantially composed of iron, (b) the metal structure of the rail is a bainite structure, and (c) the rail. The hardness of the head and the corner of the head is between 400 and 500 in HV at any position.
【請求項2】 前記レールの成分組成に加え、Ni:
0.1〜1%、Mo:0.1〜1%、V:0.01〜
0.1%を1種以上含有することを特徴とする請求項1
に記載された耐遅れ破壊性、耐磨耗性及び靭性に優れた
高強度レール。
2. In addition to the rail composition, Ni:
0.1-1%, Mo: 0.1-1%, V: 0.01-
2. The composition according to claim 1, wherein the composition contains at least one kind of 0.1%.
High-strength rail with excellent delayed fracture resistance, abrasion resistance and toughness described in.
【請求項3】 前記高強度レールの引張強度が1300
MPa以上、20℃における2mmUノッチのシャルピ
ー吸収エネルギーが30J以上、耐遅れ破壊性
(KISCC)が100Kgf・mm-3/2以上である請求項
1又は2に記載された耐遅れ破壊性、耐磨耗性及び靭性
に優れた高強度レール。
3. The high-strength rail has a tensile strength of 1300.
MPa or more, Charpy absorbed energy of 2mmU notch at 20 ° C. or higher 30 J, delayed fracture resistance (K ISCC) is delayed fracture resistance as set forth in claim 1 or 2 is 100 Kgf · mm -3/2 or more, resistance to High-strength rail with excellent wear and toughness.
【請求項4】 下記の工程を備えたことを特徴とする
(成分組成はwt%である)を備えた耐遅れ破壊性、耐
磨耗性及び靭性に優れた高強度レールの製造方法。 (a)C:0.2〜0.5%、Si:0.1〜2% Mn:1〜4%、P:0.035%以下、 S:0.035%以下、Cr:0.3〜3%Nb:0.05超え〜0.1% 残部が実質的に鉄からなる成分組成を有する鋼を用意
し、 (b)前記鋼を800〜1000℃の範囲でレールに熱
間圧延し、 (c)前記レールをオンラインでベイナイト変態開始点
以上の温度から400℃以下までの冷却速度を5℃/s
ec以下にする。
4. A method for producing a high-strength rail having the following steps (component composition is wt.%) And excellent in delayed fracture resistance, abrasion resistance and toughness. (A) C: 0.2 to 0.5%, Si: 0.1 to 2% Mn: 1 to 4%, P: 0.035% or less, S: 0.035% or less, Cr: 0.3 33% Nb: more than 0.05〜0.1% A steel having a component composition substantially consisting of iron is prepared, and (b) the steel is hot-rolled on a rail in the range of 800 to 1000 ° C. (C) cooling the rail online at a cooling rate of 5 ° C./s from a temperature above the bainite transformation start point to 400 ° C. or less;
ec or less.
【請求項5】 前記鋼の成分組成が更に、Ni:0.1
〜1%、Mo:0.1〜1%、V:0.01〜0.1%
を1種以上含有することを特徴とする請求項4に記載さ
れた耐遅れ破壊性、耐磨耗性及び靭性に優れた高強度レ
ールの製造方法。
5. The steel according to claim 5, wherein the composition of the steel further comprises Ni: 0.1
-1%, Mo: 0.1-1%, V: 0.01-0.1%
The method for producing a high-strength rail excellent in delayed fracture resistance, abrasion resistance and toughness according to claim 4, comprising one or more kinds.
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