JPS62227042A - 衝撃破壊抵抗性の優れた軌条の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は列車通過の際のｗｉ撃荷直によって、軌条の頭
部や底部の撰協部から直ちに脆性破壊することを防止し
た衝撃破壊抵抗性の優れた軌条製造法に関するものであ
る。

（従来の技術、及び発明が解決しようとする問題点）最
近の鉄道はより輸送の効率化を屈指して高速かつ、高軸
重化が進められている。その中で最も懸念されている問
題が軌条の衝撃荷重に対する脆性破壊であシ、軌条頭部
のシェリング疵や底部の腐食ビットからの疲労き裂が起
点となって１列車通過時の１ｔｈｉＩ車荷重で横裂や軌
条が複数個の破片に分裂する複雑破壊に至る問題である
。これらは直接重大事故に連がる可能性が高いだけに、
米国で発生した約１００ｍ以上にわたる軌条破損脱線事
故を契機に、軌条の耐衝撃荷重破壊性に対する要求が年
々高まりつつある。しかしながら従来、軌条は高炭素鋼
であるため、脆いものの代表としてあげられるように、
その破壊靭性は極めて低く、微量合金元素の添加やパー
ライトの微細化熱処理等によって、破壊靭性値の改善を
１〇でも、　ＫＩＣ−い 値はせいぜい１５０　ｋｇｆ−ｍｍ　　から２００　ｋ
ｇｆ−ｍ−”’に改善できる程度で、いずれにしても５
０歩、１００歩といったところであり、脆性き裂の発生
、進展を停止させるまでには至っていない。

そこで本発明者らは、上記問題点に対し、軌条の破壊靭
性値の改善を図るべく、釉々調査、研究を行った。その
結果、破壊靭性値は焼戻しマルテンサイトｍ織にすれば
著しく改善でき、−４０℃程度までは脆性破壊しないこ
とがわかった。しかし、焼戻しマルテンサイト組織は軌
条の耐摩耗性や１Ｉｌｌ′を損傷性が・母−ライト組織
や微細パーライト組織より劣ることが知られている。そ
こで、軌条頭部のみは耐摩耗性および耐損ｌ性を付与し
ながら、（Ｉ＃撃荷重に対する脆性き裂の発生、進展を
防止するには、軌条頭部のみはｉＪ？−ライト組、峨あ
るいは微細ツク−ライト組５熾とするが、脆性き裂の発
生。

進展部位となる軌条腹部または底部あるいはこれらの両
方を焼戻しマルテンサイト組織にして脆性破壊を防止す
ればよいことがわかった。

（問題点全解決するための手段） 本発明は上記の知見に基づいてなされたもので、その主
旨は熱間圧延された軌条または熱間圧延後熱処理を施し
て頭部がパーライト組織または微細・９−ライト組織を
呈した軌条の、軌条腹部または底部あるいはこれら両方
をＡｌ変態点を越え１３００℃以下の温度に加熱後急速
冷却してマルテンサイト変態を起こさせた後、再び前記
該部を４００℃以上Ａ！変態点を越えない温度に加熱し
、その後直ちに急速冷却する衝撃破壊抵抗性の優れた軌
条の製造方法である。

以下に、本発明について詳細に説明する〇まず説明の便
宜上第１図だよシ軌条各部の名称を述べる。図において
１は軌条頭部、２は腹部、３は底部である。

本発明は通常の製造条件で熱間圧延された軌条または熱
間圧延後熱処理ｔ−施して頭部がパーライト組織または
微細パーライト組織を呈した軌条の、軌条腹部または底
部あるいはこれらの両方を、まずＡｌ変態点を越え１３
００℃以下の温度に加熱後一様に急速冷却して焼入れを
行い、マルテンサイト変態を起こさせる。次に再び前記
焼入れ部を４００℃以上Ａ１変態点を越えない温度に加
熱して現戻しを行い、その後直ちに急速冷却する。

まず焼入れの際の加熱温度範囲をＡ、変態点を越え１３
００℃以下の温度に設定する理由について述べる。加熱
温度がＡ１変態点を越えなければならない理由は、被加
熱部分をオーステナイト化せしめた後、急速冷却してマ
ルテンサイト変態を起こさせるためである。加熱温度を
１３００℃以下に設定する理由は、１３００′Ｃ’に越
える温度に加熱すると焼割れが発生しやすく、また結晶
粒が粗大化して延性が低下し、軌条の耐久性が損なわれ
るからである。なお、この温度範囲に加熱するには高周
波誘導あるいは火焔等を使用することが出来る。

急速冷却する理由はマルテンサイト変態を起こさせるた
めで、圧扁空気等による緩冷却ではマルテンサイト変態
が起こらず、パーライト変態してしまうためである。冷
媒は水またはンリプル液等を使用することが出来る。

次に、焼入れ部を滉戻しする際の加熱温度範囲を４００
℃以上Ａ１変態点を越えない温度に設定する理由につい
て述べる。焼戻し温度を４００℃以上とする↓ｌ［山は
延性のある焼戻しマルテンサイト組織を得るだめのもの
で、４００℃未満ではマルテンサイト組織が十分に焼戻
しされずに、不均質な焼戻しマルテンサイト組織となシ
、良好な破壊靭性値が得られないためである。Ａ１変態
点を越えない温度に設定する理由は、Ａｌ変態点を越え
るとオーステナイト化してしまい、折角、前記焼入れ処
理によって得られたマルテンサイト組織が消滅してしま
うためである。

焼戻し後、直ちに急速冷却する理由は、出来るだけ大き
い圧縮残留応力を得るためである。この場合、室温まで
急速冷却してもよいが、約２００℃位まで急速冷却し、
その後放冷してもかまわない。

残留応力は平均応力として作用するので、脆性破壊特性
にも影響を及ぼすことが知られている。

すなわち、引張残留応力は悪影響を及ぼし、圧縮残留応
力は効果的に脆性破壊特性に作用する。本発明では、こ
の圧縮残留応力の効果の活用をもねらったものである。

以上のごとく、本発明ＶＣより製造された軌条は脆性き
裂の発生、進展部を焼戻しマルテンサイト組織として脆
性破壊の発生、進展の防止を組織上から図ると同時に、
これら鎖部に圧縮残留応力も付与して、よシ一層軌条自
身の＝Ｓ破壊抵抗性を高めたものである。

（実施例） 次に、本発明の一実施例を述べる。熱間圧延されたＡＲ
ＥＡ　１３６１ｂ軌条について、軌条頭部、腹部および
底部全体を高周波誘導加熱装置によシ９００℃に加熱後
、軌条頭部は圧縮望見によりパーライト変態が終了する
５７０℃まで冷却し、その後室温まで急冷する通常のス
ラスタ・クエンチを行い、軌条腹部および底部について
はンリプル液により室温まで急速冷却し、その後、再び
腹部および底部を高周波誘導加熱装置によシ５５０℃に
加熱後、水によシ急速冷却を行った。その結果、軌条頭
部は第２図に示す顕微鏡金属組織写真に示すように耐摩
耗性および耐損傷性の良好な微細パーライト組織となり
、軌条腹部および底部は第３図に示す顕微鏡金属組織写
真に示すように破壊靭性の良好な焼戻しマルテンサイト
組織となった。本発明軌条について、衝撃破壊抵抗性を
調べるために第４図に示す如く軌条底部横断面に全幅に
わたって切欠き半径５ｍｍ、切欠き深さ５鴫の半円切欠
きをつけ、この切欠き部がスパン１ｍの中央部に位置す
るようにセットして、１　ｔｏｎｆの重錘を４．２ｍの
高さから落下させる＃ｒ重試験を室温にて行った。その
結果を第１表に示す。同表から明らかなように、従来の
普通炭素鋼軌条および頭部熱処理軌条ともに破断したの
に対し、本発明軌条は変形は見られたものの、破断には
至らず％衝撃破壊抵抗性が非常に優れていることがわか
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は軌条各部の名称を説明する説明図、第施例にお
ける基型試験方法を示す図であり、同（ロ）は（イ）の
Ａ部拡大図、同（ハ）は同正面図である。 １：軌条頭部、　　　　２：軌条腹部、３：軌条底部。 一□−一 本多小平　゛ 新　　部　　興　　治　　　。 □− 第１図 図面の浄ＩＣ内容に変更なＬ） 第２図 第３図 Ｒ）ＩＭ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱間圧延された軌条または熱間圧延後熱処理を施して頭
   部がパーライト組織または微細パーライト組織を呈した
   軌条の、軌条腹部または底部あるいはこれら両方をＡ＿
   １変態点を越え１３００℃以下の温度に加熱後急速冷却
   してマルテンサイト変態を起こさせた後、再び前記該部
   を４００℃以上Ａ＿１変態点を越えない温度に加熱し、
   その後直ちに急速冷却することを特徴とする衝撃破壊抵
   抗性の優れた軌条の製造法。