JPH0849019A - Rail with high fatigue limit ratio and high ductility value - Google Patents
Rail with high fatigue limit ratio and high ductility valueInfo
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- JPH0849019A JPH0849019A JP20028594A JP20028594A JPH0849019A JP H0849019 A JPH0849019 A JP H0849019A JP 20028594 A JP20028594 A JP 20028594A JP 20028594 A JP20028594 A JP 20028594A JP H0849019 A JPH0849019 A JP H0849019A
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- limit ratio
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は疲労限度比および延性値
の優れたレールに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rail having excellent fatigue limit ratio and ductility value.
【０００２】[0002]
【従来の技術】鉄道の高効率化指向から、列車の高速
化、メンテナンスフリー化および安全性確保が最大の課
題となってきている。こうした背景にともない、列車を
支えるレールの使用性能について、いっそうの改善が要
求されてきている。中でもレールの大半は疲労破壊によ
り折損に至ることから、特に疲労強度の改善要求が強
い。2. Description of the Related Art From the viewpoint of improving the efficiency of railways, speeding up of trains, maintenance-free operation, and ensuring safety have become the greatest challenges. Against this background, there is a demand for further improvement in the use performance of rails that support trains. In particular, most rails are broken due to fatigue failure, so there is a strong demand for improvement in fatigue strength.
【０００３】従来レール鋼の疲労強度については特開平
４−１７９２１の発明によって、レールの頭部および底
部にローラー加工を施したり、圧下矯正することで加工
硬化させて疲労が問題となる部位を強化し、同時に圧縮
残留応力を付与させて耐疲労性を高める方法が行われて
いる。こうした発明により疲労強度のかなりの改善が行
われている。ただしこれらの発明では、ローラー加工機
等の機械加工設備が必要である。該機械加工設備なしに
疲労強度を改善する方法については、従来では単にレー
ルの高強度化のみで対処してきた。すなわち、レールの
高強度化はパーライトラメラ間隔のみによって決まり、
パーライトラメラ間隔を熱処理や合金元素を微量に添加
して小さくすることで達成できた。Regarding the fatigue strength of conventional rail steel, according to the invention of Japanese Patent Laid-Open No. 4-17921, the head and bottom of the rail are roller-processed, or the steel is hardened by straightening to strengthen the portion where fatigue becomes a problem. However, at the same time, a method of imparting compressive residual stress to enhance fatigue resistance is used. The invention has significantly improved fatigue strength. However, these inventions require machining equipment such as a roller processing machine. Regarding the method of improving the fatigue strength without the machining facility, conventionally, only the strength of the rail has been increased. In other words, the strength of the rail is determined only by the pearlite lamella spacing,
The pearlite lamella spacing can be achieved by heat treatment or by adding a small amount of alloying elements to reduce the spacing.
【０００４】ここで、パーライトラメラ間隔とは図３に
示すように、セメンタイトとフェライトからなるパーラ
イトラメラ（縞模様）の間隔である。また、パーライト
ブロックとは結晶方位の同じパーライトの集合で結晶方
向もラメラの方向も同じパーライトのコロニーの集合で
ある。Here, the pearlite lamella spacing is the spacing of pearlite lamellas (striped pattern) composed of cementite and ferrite, as shown in FIG. A pearlite block is a set of pearlites having the same crystallographic orientation and a set of pearlite colonies having the same crystallographic and lamellar directions.
【０００５】ところが、パーライトラメラ間隔を小さく
することで高強度化は可能となるが、一方でレール材質
が脆くなり、早期に脆性破壊し易い欠点を有していた。
したがって、機械加工を行わなくても高い疲労強度を有
すると同時に、良好な延性値も有するレールが望まれて
いた。However, although the strength can be increased by reducing the pearlite lamella spacing, the rail material becomes brittle, and the brittle fracture easily occurs at an early stage.
Therefore, there has been a demand for a rail that has a high fatigue strength without machining and also has a good ductility value.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記のような問題点を
抜本的に解決するために、本発明者らはまず、現状の各
種レールについて基本的な疲労強度を詳細に調査した。
その結果、図１に回転曲げ疲労強度の調査結果（ＪＩＳ
Ｚ ２２７４準拠）の一例を示すように、各種レール
の疲労限度は一義的にレールの静的引張強さと強い相関
関係があり、引張強さが高いほど疲労限度が高いことが
分かった。しかし。静的引張強さが高ければ疲労限度は
向上するものの延性値は逆に低下する問題があり、さら
に、図１中に一点鎖線で示すように、一般鋼の疲労限度
が引張強さ（σB ）の約０．５倍で求められるのに対
し、レール鋼の場合の疲労限度は引張強さの約０．４倍
の値となり、一般鋼の疲労限度比よりレール鋼の疲労限
度比は約２０％低いことが分かった。そこで、高い疲労
限度比を有しながら高延性値を付与する方法についてパ
ーライト組織に限定して諸検討を行った。パーライト組
織に限定した理由は同一静的強度を有する他のどの組織
よりパーライト組織の方が耐摩耗性、および耐転がり疲
労性に優れているためである。In order to drastically solve the above problems, the inventors of the present invention firstly investigated the basic fatigue strength of various rails in the present situation in detail.
As a result, Fig. 1 shows the results of the investigation of rotational bending fatigue strength (JIS
It was found that the fatigue limit of each rail has a strong correlation with the static tensile strength of the rail, and the higher the tensile strength, the higher the fatigue limit. However. If the static tensile strength is high, the fatigue limit is improved, but the ductility value is conversely decreased. Furthermore, as shown by the alternate long and short dash line in Fig. 1, the fatigue limit of general steel is the tensile strength (σ B However, the fatigue limit for rail steel is about 0.4 times the tensile strength, and the fatigue limit ratio for rail steel is about It turned out to be 20% lower. Therefore, various studies were carried out for a method of imparting a high ductility value while having a high fatigue limit ratio, limiting to a pearlite structure. The reason for limiting to the pearlite structure is that the pearlite structure is superior in wear resistance and rolling fatigue resistance to any other structure having the same static strength.
【０００７】検討はパーライトの組織因子としてラメラ
間隔を変えながら、かつパーライトブロックサイズを種
々変えて疲労強度および引張試験での延性値（絞り％）
で評価を行った。その結果、パーライトラメラ間隔が小
さくなるほど疲労限度は向上することが分かった。この
理由について、疲労き裂発生過程を詳細に調べた結果、
疲労き裂はパーライトラメラ層間のすべりに起因して発
生することが判明し、したがってラメラ間隔が小さいほ
ど、ラメラ層間すべりが抑制されて疲労強度が向上する
ことを解明した。しかし、延性値は逆にラメラ間隔が小
さくなるほどすべり抵抗が大きいことから小さくなるこ
とが分かった。Examination was carried out by varying the lamella spacing as a structural factor of pearlite and varying the pearlite block size to determine the fatigue strength and the ductility value (drawing%) in the tensile test.
It was evaluated by. As a result, it was found that the fatigue limit increased as the pearlite lamella spacing decreased. For this reason, as a result of examining the fatigue crack initiation process in detail,
Fatigue cracks were found to occur due to slippage between pearlite lamella layers. Therefore, it was clarified that the smaller the lamella spacing, the more suppressed the lamella layer slippage and the better the fatigue strength. On the contrary, it was found that the ductility value decreases as the lamella spacing decreases, because the slip resistance increases.
【０００８】一方パーライトブロックサイズと疲労限度
の関係にはブロックサイズが小さくなると疲労限度は向
上するが、ピーク値が存在し、ブロックサイズが小さす
ぎると疲労限度は逆に低下することが分かった。この理
由についても詳細に調査した結果、パーライトラメラの
層間すべりで発生した疲労き裂は、パーライトブロック
が障壁となって停留することが分かり、したがってブロ
ックサイズが小さいほど小さな停留き裂となって疲労限
度を高めていることが分かった。しかし、パーライトブ
ロックサイズが非常に小さくなると、それまでパーライ
トラメラ層間すべりが疲労き裂発生の起源であったの
が、パーライトブロック境界で疲労き裂が発生するとい
う新知見を得た。したがって、パーライトブロックサイ
ズを余りにも小さくすると、ブロック境界どうしがすべ
り易くなり逆に疲労限度は低下することが判明した。一
方、延性はブロックサイズが小さくなるとともに良好と
なることが分かった。On the other hand, regarding the relationship between the pearlite block size and the fatigue limit, when the block size becomes smaller, the fatigue limit improves, but there is a peak value, and it was found that the fatigue limit decreases conversely if the block size is too small. As a result of detailed investigation of the reason for this, it was found that the fatigue cracks that occurred due to the inter-slip of the pearlite lamella stayed as a barrier by the pearlite block. It turned out to be raising the limit. However, we found that when the pearlite block size becomes very small, the pearlite lamella interslip slip was the origin of fatigue crack initiation, but we found that fatigue cracks occur at the pearlite block boundary. Therefore, it was found that if the pearlite block size is made too small, the block boundaries are likely to slip and the fatigue limit is lowered. On the other hand, it was found that the ductility becomes better as the block size becomes smaller.
【０００９】実験結果をまとめた結果、良好な延性を有
しながら高疲労限度比を得るためにはレール鋼の組織に
おいて、パーライトラメラ間隔が０．２μｍより小さ
く、かつパーライトブロックサイズが４を越え１１以下
（ＪＩＳ Ｇ ０５５２の粒度Ｎｏ．に相当）の範囲に
すれば良いことが分かった。As a result of summarizing the experimental results, in order to obtain a high fatigue limit ratio while having good ductility, the pearlite lamella spacing is smaller than 0.2 μm and the pearlite block size exceeds 4 in the structure of rail steel. It has been found that the range may be 11 or less (corresponding to the grain size No. of JIS G 0552).
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は上記知見に基づ
いてなされたもので、その主旨とするところは、レール
鋼の組織において、パーライトラメラ間隔が０．２μｍ
以下で、かつパーライトラブロックサイズが４を越え１
１以下の範囲にあることを特徴とする高疲労限度比およ
び高延性値を有するレールである。The present invention has been made based on the above findings, and the gist of the present invention is that in the structure of rail steel, the pearlite lamella spacing is 0.2 μm.
Below, and the perlite la block size exceeds 4 and 1
A rail having a high fatigue limit ratio and a high ductility value characterized by being in a range of 1 or less.
【００１１】[0011]
【作用】以下本発明について詳細に説明する。図２は本
発明の源となったパーライト組織因子を種々変化させ
て、回転曲げ疲労限度および引張試験での延性値を検討
した結果をまとめたものである。縦軸に疲労限度比と延
性値、横軸にパーライトブロックサイズ（ＪＩＳ Ｇ
０５５２の粒度Ｎｏ．に相当）を示す。疲労限度比はパ
ーライトブロックサイズが小さくなる（Ｎｏ．が大きく
なる）ほど向上するが、Ｎｏ．１１を越えると逆に低下
することが分かる。一方、引張試験における延性値（絞
り％）はパーライトブロックサイズが小さくなるほど
（Ｎｏ．が大きくなる）大きくなることが分かる。ま
た、パーライトラメラ間隔と疲労限度比の関係について
は、パーライトブロックサイズを５に一定して、ラメラ
間隔を変えて検討した結果、パーライトラメラ間隔が
０．２μｍを越える場合には疲労限度比は０．４未満と
なり、０．２μｍ以下の場合には０．４〜０．４３であ
った。なお、パーライトブロックサイズを別途変えてパ
ーライトラメラ間隔が疲労限度比に及ぼす影響について
検討した場合もほぼ同様な結果となった。The present invention will be described in detail below. FIG. 2 summarizes the results of examining the bending bending fatigue limit and the ductility value in the tensile test by varying the pearlite structure factor which is the source of the present invention. Fatigue limit ratio and ductility value on the vertical axis, and pearlite block size (JIS G
0552 particle size No. Equivalent to). The fatigue limit ratio improves as the pearlite block size decreases (the No. increases). It can be seen that when it exceeds 11, it decreases on the contrary. On the other hand, it can be seen that the ductility value (drawing%) in the tensile test increases as the pearlite block size decreases (No. increases). As for the relationship between the pearlite lamella spacing and the fatigue limit ratio, the pearlite block size was kept constant at 5 and the lamella spacing was varied. As a result, when the pearlite lamella spacing exceeds 0.2 μm, the fatigue limit ratio was 0. It was less than 0.4 and was 0.4 to 0.43 in the case of 0.2 μm or less. Similar results were obtained when the effect of pearlite lamella spacing on fatigue limit ratio was examined by changing the pearlite block size separately.
【００１２】この結果から、本発明ではパーライトラメ
ラ間隔を０．２μｍ以下に限定し、かつパーライトブロ
ックサイズの範囲を４を越え１１以下の範囲に限定し
た。すなわち、パーライトラメラ間隔が０．２μｍを越
えるならば、従来レールより高い疲労限度比を得ること
ができない。一方、疲労限度比はパーライトブロックサ
イズのみに大きく依存し、従来レール鋼より高い疲労限
度比を得るには、ブロックサイズＮｏ．が４を越える必
要があること、さらにパーライトブロックサイズが小さ
くなると（Ｎｏ．が大きくなる）疲労限度比はＮｏ．に
比例して大きくなり、向上するが、ブロックサイズＮ
ｏ．が１１を越えると疲労限度比は逆に低下してくる。
また延性値（絞り％）はパーライトブロックサイズが小
さくなる（Ｎｏ．が大きくなる）ほど向上してくるの
で、高疲労限度比を有しながらかつ高延性値を有する範
囲としてパーライトブロックサイズＮｏ．を１１以下の
範囲に限定した。理想的にはパーライトラメラ間隔を
０．１μｍ以下とし、かつパーライトブロックサイズＮ
ｏ．を９〜１１に制御したレールが高強度を得て耐摩耗
性を保有し、高い延性値と同時に高疲労限度比を得るこ
とができる。From these results, in the present invention, the pearlite lamella spacing was limited to 0.2 μm or less, and the pearlite block size range was limited to more than 4 and 11 or less. That is, if the pearlite lamella spacing exceeds 0.2 μm, the fatigue limit ratio higher than that of the conventional rail cannot be obtained. On the other hand, the fatigue limit ratio largely depends only on the pearlite block size. To obtain a higher fatigue limit ratio than the conventional rail steel, the block size No. Is required to exceed 4, and as the pearlite block size becomes smaller (the No. increases), the fatigue limit ratio becomes No. Block size N
o. When the value exceeds 11, the fatigue limit ratio decreases.
Further, the ductility value (drawing%) improves as the pearlite block size decreases (the No. increases), so that the pearlite block size No. 1 has a high fatigue limit ratio and a high ductility value. Was limited to 11 or less. Ideally, the pearlite lamella spacing should be 0.1 μm or less, and the pearlite block size N
o. The rail controlled to 9 to 11 has high strength and wear resistance, and it is possible to obtain a high ductility value and a high fatigue limit ratio at the same time.
【００１３】ここで、本発明のレール組織を少なくとも
頭部表面から深さ１５ｍｍ、底部表面から深さ５ｍｍと
したのは、頭部表面から１５ｍｍ未満では列車通過によ
って耐疲労層が摩耗除去されるために耐疲労性が劣化
し、かつ底部では表面から５ｍｍ未満では腐食によって
損耗し、耐疲労性が劣化するためである。なお、本発明
のレール製造法については特に規定するものではなく、
レールの成分系についても特に限定するものではない。
また、本発明のパーライトラメラ間隔およびブロックサ
イズは、塩浴炉での熱処理条件で制御することができ
る。The rail structure of the present invention has a depth of at least 15 mm from the surface of the head and a depth of 5 mm from the surface of the bottom. The reason is that the fatigue resistant layer is worn and removed by train passage when the depth is less than 15 mm from the surface of the head. Therefore, the fatigue resistance is deteriorated, and if the thickness is less than 5 mm from the surface at the bottom, it is worn due to corrosion and the fatigue resistance is deteriorated. The rail manufacturing method of the present invention is not particularly specified,
The rail component system is also not particularly limited.
Further, the pearlite lamella spacing and block size of the present invention can be controlled by the heat treatment conditions in a salt bath furnace.
【００１４】[0014]
【実施例】次に本発明の具体的実施例について説明す
る。本発明による有効性を確認するため、普通炭素鋼レ
ール成分系および低合金鋼レール成分系のＪＩＳ６０ｋ
ｇレールを用いて熱処理を行いパーライトラメラ間隔お
よびブロックサイズを変え、回転曲げ疲労強度および引
張延性値を調べた。結果を従来レール鋼と比較して表１
に示す。なお、試験片の採取位置はレール頭頂面下１０
ｍｍ位置からレール長手方向に採取した。EXAMPLES Next, specific examples of the present invention will be described. In order to confirm the effectiveness according to the present invention, JIS 60k of ordinary carbon steel rail component system and low alloy steel rail component system
The pearlite lamella spacing and the block size were changed by heat treatment using a g-rail, and the rotational bending fatigue strength and the tensile ductility value were investigated. Table 1 compares the results with the conventional rail steel.
Shown in The sampling position of the test piece is 10 below the rail top surface.
Samples were taken in the longitudinal direction of the rail from the mm position.
【００１５】[0015]
【表１】 [Table 1]
【００１６】表１から本発明のレールはパーライトラメ
ラ間隔は０．０４８μｍ〜０．１９３μｍの範囲にあ
り、これらレールは従来レール鋼と比較して優れた疲労
限度比および高延性値を示すことが分かる。特にパーラ
イトラメラ間隔が０．０４８μｍで、パーライトブロッ
クＮｏ．が９のレールは疲労限度比が０．５を示し、か
つ延性値も３７．５％の絞り値を示し、従来のレール鋼
では考えられないほど高い疲労限度比と高延性値を得て
いる。以上のように、本発明レールは非常に優れた疲労
限度比と同時に高延性値を有していることが分かる。From Table 1, the rails of the present invention have a pearlite lamella spacing in the range of 0.048 μm to 0.193 μm, and these rails have excellent fatigue limit ratios and high ductility values as compared with conventional rail steels. I understand. Especially, the pearlite lamella spacing is 0.048 μm, and the pearlite block No. The rail of No. 9 has a fatigue limit ratio of 0.5 and a ductility value of 37.5%, and has a fatigue limit ratio and a high ductility value that are unprecedented with conventional rail steels. . As described above, it is understood that the rail of the present invention has a very excellent fatigue limit ratio and a high ductility value at the same time.
【００１７】[0017]
【発明の効果】本発明によって、レールにローラー加工
や圧下矯正による強化を行うことなく、非常に優れた疲
労限度比と同時に高延性値を有するレールを提供でき
る。Industrial Applicability According to the present invention, it is possible to provide a rail having a very excellent fatigue limit ratio and a high ductility value without strengthening the rail by roller processing or straightening.
【図１】レール鋼および一般鋼の引張強さと疲労限度と
の関係を示す図FIG. 1 is a diagram showing a relationship between tensile strength and fatigue limit of rail steel and general steel.
【図２】疲労限度比、引張延性値とパーライトブロック
サイズとの関係を示す図FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a fatigue limit ratio, a tensile ductility value and a pearlite block size.
【図３】パーライト組織の模式図[Fig. 3] Schematic diagram of pearlite structure
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成６年１１月１６日[Submission date] November 16, 1994
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】請求項１[Name of item to be corrected] Claim 1
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【手続補正２】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】０００６[Correction target item name] 0006
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記のような問題点を
抜本的に解決するために、本発明者らはまず、現状の各
種レールについて基本的な疲労強度を詳細に調査した。
その結果、図１に回転曲げ疲労強度の調査結果（ＪＩＳ
Ｚ ２２７４準拠）の一例を示すように、各種レール
の疲労限度は一義的にレールの静的引張強さと強い相関
関係があり、引張強さが高いほど疲労限度が高いことが
分かった。しかし、静的引張強さが高ければ疲労限度は
向上するものの延性値は逆に低下する問題があり、さら
に、図１中に一点鎖線で示すように、一般鋼の疲労限度
が引張強さ（σＢ）の約０．５倍で求められるのに対
し、レール鋼の場合の疲労限度は引張強さの約０．４倍
の値となり、一般鋼の疲労限度比よりレール鋼の疲労限
度比は約２０％低いことが分かった。そこで、高い疲労
限度比を有しながら高延性値を付与する方法についてパ
ーライト組織に限定して諸検討を行った。パーライト組
織に限定した理由は同一静的強度を有する他のどの組織
よりパーライト組織の方が耐摩耗性、および耐転がり疲
労性に優れているためである。In order to drastically solve the above problems, the inventors of the present invention firstly investigated the basic fatigue strength of various rails in the present situation in detail.
As a result, Fig. 1 shows the results of the investigation of rotational bending fatigue strength (JIS
It was found that the fatigue limit of each rail has a strong correlation with the static tensile strength of the rail, and the higher the tensile strength, the higher the fatigue limit. However , if the static tensile strength is high, the fatigue limit is improved, but the ductility value is conversely decreased. Furthermore, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 1, the fatigue limit of general steel is the tensile strength ( The fatigue limit of rail steel is about 0.4 times the tensile strength, while the fatigue limit ratio of rail steel is about 0.5 times σ B ). Was found to be about 20% lower. Therefore, various studies were carried out for a method of imparting a high ductility value while having a high fatigue limit ratio, limiting to a pearlite structure. The reason for limiting to the pearlite structure is that the pearlite structure is superior in wear resistance and rolling fatigue resistance to any other structure having the same static strength.
【手続補正３】[Procedure 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】０００９[Correction target item name] 0009
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【０００９】実験結果をまとめた結果、良好な延性を有
しながら高疲労限度比を得るためにはレール鋼の組織に
おいて、パーライトラメラ間隔が０．２μｍより小さ
く、かつパーライトブロックサイズが４を超え１１以下
（ＪＩＳ Ｇ ０５５２の粒度Ｎｏ．に相当）の範囲に
すれば良いことが分かった。[0009] The results summarized experimental results, in the high fatigue limit ratio tissue rail steel in order to obtain while having good ductility, pearlite lamellar spacing is less than 0.2 [mu] m, and pearlite block size is four super It has been found that the range may be 11 or less (corresponding to the grain size No. of JIS G 0552).
【手続補正４】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１０[Correction target item name] 0010
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は上記知見に基づ
いてなされたもので、その主旨とするところは、少なく
とも、レール頭部表面から該頭部表面を起点として深さ
１５ｍｍ、底部表面から該頭部表面を起点として深さ５
ｍｍの範囲のレール鋼の組織において、パーライトラメ
ラ間隔が０．２μｍ以下で、かつパーライトラブロック
サイズが４を超え１１以下の範囲にあることを特徴とす
る高疲労限度比および高延性値を有するレールである。Means for Solving the Problems The present invention has been made based on the above findings, and its gist, less
Also, the depth from the rail head surface starting from the head surface
15mm, depth 5 from the bottom surface starting from the head surface
In tissues mm range rail steel, pearlite lamellar spacing is 0.2μm or less, and a high fatigue limit ratio and high ductility values, characterized in that pearlite Lovelock size is 4 to exceed 11 following ranges It is a rail that has.
【手続補正５】[Procedure Amendment 5]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１１[Correction target item name] 0011
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【００１１】[0011]
【作用】以下本発明について詳細に説明する。図２は本
発明の源となったパーライト組織因子を種々変化させ
て、回転曲げ疲労限度および引張試験での延性値を検討
した結果をまとめたものである。縦軸に疲労限度比と延
性値、横軸にパーライトブロックサイズ（ＪＩＳ Ｇ
０５５２の粒度Ｎｏ．に相当）を示す。疲労限度比はパ
ーライトブロックサイズが小さくなる（Ｎｏ．が大きく
なる）ほど向上するが、Ｎｏ．１１を超えると逆に低下
することが分かる。一方、引張試験における延性値（絞
り％）はパーライトブロックサイズが小さくなるほど
（Ｎｏ．が大きくなる）大きくなることが分かる。ま
た、パーライトラメラ間隔と疲労限度比の関係について
は、パーライトブロックサイズを５に一定して、ラメラ
間隔を変えて検討した結果、パーライトラメラ間隔が
０．２μｍを超える場合には疲労限度比は０．４未満と
なり、０．２μｍ以下の場合には０．４〜０．４３であ
った。なお、パーライトブロックサイズを別途変えてパ
ーライトラメラ間隔が疲労限度比に及ぼす影響について
検討した場合もほぼ同様な結果となった。The present invention will be described in detail below. FIG. 2 summarizes the results of examining the bending bending fatigue limit and the ductility value in the tensile test by varying the pearlite structure factor which is the source of the present invention. Fatigue limit ratio and ductility value on the vertical axis, and pearlite block size (JIS G
0552 particle size No. Equivalent to). The fatigue limit ratio improves as the pearlite block size decreases (the No. increases). 11 it can be seen that drops is exceeded and reverse. On the other hand, it can be seen that the ductility value (drawing%) in the tensile test increases as the pearlite block size decreases (No. increases). Also, the relationship between the pearlite lamellar spacing and fatigue limit ratio is constant perlite block size 5, results of investigation by changing the lamella spacing, fatigue ratio when pearlite lamellar spacing is a 0.2μm ultra Ell It was less than 0.4, and was 0.4 to 0.43 in the case of 0.2 μm or less. Similar results were obtained when the effect of pearlite lamella spacing on fatigue limit ratio was examined by changing the pearlite block size separately.
【手続補正６】[Procedure correction 6]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１２[Correction target item name] 0012
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【００１２】この結果から、本発明ではパーライトラメ
ラ間隔を０．２μｍ以下に限定し、かつパーライトブロ
ックサイズの範囲を４を超え１１以下の範囲に限定し
た。すなわち、パーライトラメラ間隔が０．２μｍを超
えるならば、従来レールより高い疲労限度比を得ること
ができない。一方、疲労限度比はパーライトブロックサ
イズのみに大きく依存し、従来レール鋼より高い疲労限
度比を得るには、ブロックサイズＮｏ．が４を超える必
要があること、さらにパーライトブロックサイズが小さ
くなると（Ｎｏ．が大きくなる）疲労限度比はＮｏ．に
比例して大きくなり、向上するが、ブロックサイズＮ
ｏ．が１１を超えると疲労限度比は逆に低下してくる。
また延性値（絞り％）はパーライトブロックサイズが小
さくなる（Ｎｏ．が大きくなる）ほど向上してくるの
で、高疲労限度比を有しながらかつ高延性値を有する範
囲としてパーライトブロックサイズＮｏ．を１１以下の
範囲に限定した。理想的にはパーライトラメラ間隔を
０．１μｍ以下とし、かつパーライトブロックサイズＮ
ｏ．を９〜１１に制御したレールが高強度を得て耐摩耗
性を保有し、高い延性値と同時に高疲労限度比を得るこ
とができる。[0012] From this result, the present invention limits the pearlite lamellar spacing in the 0.2μm or less, and is limited to the range of the pearlite block size 4 to exceed 11 or less. That is, if the pearlite lamella spacing exceeds 0.2 μm, a higher fatigue limit ratio than the conventional rail cannot be obtained. On the other hand, the fatigue limit ratio largely depends only on the pearlite block size. To obtain a higher fatigue limit ratio than the conventional rail steel, the block size No. There 4 that the need is exceeded, even when the pearlite block size becomes smaller (No. increases) the fatigue limit ratio No. Block size N
o. But ultra-El and fatigue limit ratio to 11 come to decline to reverse.
Further, the ductility value (drawing%) improves as the pearlite block size decreases (the No. increases), so that the pearlite block size No. 1 has a high fatigue limit ratio and a high ductility value. Was limited to 11 or less. Ideally, the pearlite lamella spacing should be 0.1 μm or less, and the pearlite block size N
o. The rail controlled to 9 to 11 has high strength and wear resistance, and it is possible to obtain a high ductility value and a high fatigue limit ratio at the same time.
【手続補正７】[Procedure Amendment 7]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１３[Correction target item name] 0013
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【００１３】ここで、本発明のレール組織を、少なくと
も、頭部表面から該頭部表面を起点として深さ１５ｍ
ｍ、底部表面から該頭部表面を起点として深さ５ｍｍと
したのは、頭部表面から１５ｍｍ未満では列車通過によ
って耐疲労層が摩耗除去されるために耐疲労性が劣化
し、かつ底部では表面から５ｍｍ未満では腐食によって
損耗し、耐疲労性が劣化するためである。なお、本発明
のレール製造法については特に規定するものではなく、
レールの成分系についても特に限定するものではない。
また、本発明のパーライトラメラ間隔およびブロックサ
イズは、塩浴炉での熱処理条件で制御することができ
る。Here, the rail structure of the present invention has a depth of at least 15 m from the head surface starting from the head surface.
m, the depth from the bottom surface to the head surface as a starting point was set to 5 mm. The reason is that if the distance from the head surface is less than 15 mm, the fatigue resistance layer is worn and removed by train passage, and the fatigue resistance deteriorates. This is because if it is less than 5 mm from the surface, it is worn by corrosion and fatigue resistance deteriorates. The rail manufacturing method of the present invention is not particularly specified,
The rail component system is also not particularly limited.
Further, the pearlite lamella spacing and block size of the present invention can be controlled by the heat treatment conditions in a salt bath furnace.
Claims (1)
ｍｍ、底部表面から深さ５ｍｍの範囲のレール鋼の組織
において、パーライトラメラ間隔が０．２μｍ以下で、
かつパーライトブロックサイズが４を越え１１以下の範
囲にあることを特徴とする高疲労限度比および高延性値
を有するレール。1. A depth of at least 15 from the rail head surface.
mm, a rail steel structure having a depth of 5 mm from the bottom surface, with a pearlite lamella spacing of 0.2 μm or less,
A rail having a high fatigue limit ratio and a high ductility value, characterized in that the pearlite block size is in the range of more than 4 and 11 or less.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20028594A JPH0849019A (en) | 1994-08-03 | 1994-08-03 | Rail with high fatigue limit ratio and high ductility value |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20028594A JPH0849019A (en) | 1994-08-03 | 1994-08-03 | Rail with high fatigue limit ratio and high ductility value |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0849019A true JPH0849019A (en) | 1996-02-20 |
Family
ID=16421775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20028594A Withdrawn JPH0849019A (en) | 1994-08-03 | 1994-08-03 | Rail with high fatigue limit ratio and high ductility value |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0849019A (en) |
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-
1994
- 1994-08-03 JP JP20028594A patent/JPH0849019A/en not_active Withdrawn
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