KR20230078799A - 레일용 강 및 그 레일의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

하기 원소들을 포함하는 레일용 강으로서, 0.25% ≤ C ≤ 0.8%; 1.0% ≤ Mn ≤ 2.0%; 1.40% ≤ Si ≤ 2%; 0.01% ≤ Al ≤ 1%; 0.8% ≤ Cr ≤ 2%; 0 ≤ P ≤ 0.09%; 0 ≤ S ≤ 0.09%; 0% ≤ N ≤ 0.09%; 0% ≤ Ni ≤ 1%; 0% ≤ Mo ≤ 0.5%; 0% ≤ V ≤ 0.2%; 0% ≤ Nb ≤ 0.1%; 0% ≤ Ti ≤ 0.1%; 0% ≤ Cu ≤ 0.5%; 0% ≤ B ≤ 0.008%; 0% ≤ Sn≤ 0.1%; 0% ≤ Ce ≤ 0.1%; 0% ≤ Mg ≤ 0.10%; 0% ≤ Zr ≤ 0.10%; 나머지 조성은 철 및 가공으로 인한 불가피한 불순물들로 구성되고, 상기 강의 미세조직은, 면적 백분율로, 2% 내지 10% 의 초석 페라이트를 포함하고, 잔부는 펄라이트로 형성되고, 상기 펄라이트는 라멜라간 간격이 100 nm 내지 250 nm 이다.

Description

레일용 강 및 그 레일의 제조 방법

본 발명은 철도용 레일을 제조하는데 적합하고, 특히 반력과 인력의 원리에 기반하여 자기 부상 또는 자기 안내로 운행하는 열차에 적합한 강에 관한 것이다.

레일용 강은 고속 철도용으로 개발되거나 화물 및 여객 철도용 둘 다에 겸용으로서 개발되고 있다. 이용과 관계없이, 철도의 적재 운반 용량이 증가하고 있고 향후 증가할 것으로 예상된다. 따라서, 레일에 대한 가혹한 작업 환경에서도 비저항 (resistivity), 투자율 (permeability) 및 인장 강도와 같은 기계적, 전기적 및 자기적 특성이 우수한 레일용 강의 개발이 필요하다.

따라서, 적절한 경도를 가지면서도 상온 뿐만 아니라 180℃ 온도에서 900 MPa 이상의 높은 인장 강도를 가지면서, 비저항 및 투과율이 양호한 재료를 개발하기 위하여 많은 연구 및 개발 노력을 기울이고 있다.

철도용 레일들을 위한 강 분야에서 초기 연구 및 개발은, 레일들용 높은 강도 및 내마모성 강을 생성하기 위한 여러 방법들을 초래하였고, 이들 중 일부는 본 발명의 결정적인 평가를 위해 본 명세서에 열거된다:

US 4350525 에서, 자기 서스펜션 철도 자기 활성 부품은 0 내지 0.15% 탄소, 0 내지 0.045% 인, 0 내지 0.008% 질소, 0.75 내지 2.0% 규소, 0.15 내지 1.00% 망간, 0.02 내지 0.07% 알루미늄, 가용성, 0.25 내지 0.55% 구리, 0.65 내지 1.00% 크롬, 잔부로서 불가피한 불순물을 갖는 철을 가진 조성을 가진 강으로 제조되지만, US 4350525 의 강은 180℃ 에서 900 MPa 의 인장 강도에 도달하는 것으로 입증되지 않는다.

WO 2016019730 은 연자성강으로 제조된 유도 코어용 F 형상의 레일이고, 연자성강의 화학적 조성은 C: 0.005 ~ 0.15 중량%, Mn: 0.25 ~ 0.60%, Si: 0.30 ~ 1.0%, Re: 0.003 ~ 0.006%, P 및 S 가 둘 다 0.025% 미만이고, 잔부는 Fe 및 미량의 불순물이지만, 이 강 또한 180℃ 의 온도에서 900 MPa 의 강도에 도달하지 못한다.

따라서, 본 발명의 목적은 다음을 동시에 갖는 철도용 레일을 제조하기 위한 기계적 작업에 적합한 강을 이용가능하게 함으로써 이러한 문제점들을 해결하는 것이다:

­ 180℃ 에서 900 MPa 이상, 바람직하게는 920 MPa 초과의 인장 강도,

­ 적어도 310 Hv 이상, 바람직하게는 315 Hv 이상의 경도,

­ 40 Ωmm/㎡ 이상, 바람직하게는 41 Ωmm/㎡ 이상의 비저항,

­ 4000 A/m 에서 측정한 165 이상의 최대 투자율.

바람직한 실시형태에서, 본 발명에 따른 강은 또한 실온에서 950 MPa 이상, 바람직하게는 1000 MPa 초과의 인장 강도를 가질 수 있다.

바람직한 실시형태에서, 본 발명에 따른 강은 또한 40000 A/m 에서 측정한 1.5 T 초과의 분극 (polarization) 을 가질 수 있다.

바람직한 실시형태에서, 본 발명에 따른 강은 또한 40000 A/m 에서 측정한 1.5 T 초과의 자속 밀도를 가질 수 있다.

바람직하게는, 이러한 강은 레일의 제조에 적합하고, 또한 이 강은 레일 왜건의 섀시 부재들과 같은 레일의 다른 구조적 부품에 적합하다.

본 발명의 다른 목적은 또한 제조 파라미터 시프트들을 향해 강경하면서 종래의 산업적 적용과 양립할 수 있는 이러한 기계 부품들의 제조 방법을 이용가능하게 하는 것이다.

탄소는 본 발명의 강 중에 0.25% 내지 0.8% 로 존재한다. 탄소는 펄라이트를 생성하여 본 발명의 강의 강도를 증가시키기 위해 필요한 원소이다. 탄소는 또한 라멜라 펄라이트에서 시멘타이트의 형성을 보조하여 비저항을 보장한다. 그러나, 0.25% 미만의 탄소 함량은 초석 페라이트의 과도한 형성으로 인해 비저항 뿐만 아니라 인장 강도를 부여할 수 없을 것이다. 한편, 탄소 함량이 0.7% 를 초과하면, 열간 압연 후 냉각 동안 초석 시멘타이트의 과도한 형성으로 인해 인장 강도에 악영향을 미친다. 더욱이, 초석 시멘타이트의 과도한 형성은 또한 그 작동 수명 주기 동안 레일에 해롭다. 탄소 함량은 유리하게는 0.27% 내지 0.75%, 더욱 특히 0.28% 내지 0.7% 의 범위이다.

망간은 본 발명의 강 중에 1.0% 내지 2.0% 로 첨가된다. 망간은 고용 강화를 제공하고, 펄라이트에서 시멘타이트의 형성을 보조하여 경화성을 증가시켜, 비저항을 증가시킨다. 또한, 페라이트 변태 온도를 억제하고 페라이트 변태율을 감소시켜 초석 페라이트의 형성을 제어하여 펄라이트의 형성을 보조한다. 강도를 부여할 뿐만 아니라 펄라이트의 형성을 보조하기 위해서는 적어도 1.0% 의 양이 필요하다. 그러나, 망간 함량이 2.0% 를 초과할 때, 이는 열간 압연 후 냉각 동안 오스테나이트의 마르텐사이트 또는 베이나이트로의 변태를 가속화하는 것과 같은 역효과를 생성하는데, 이는 이들 미세조직이 본 발명의 강의 비저항 및 투자율에 역효과를 주기 때문에 본 발명의 강에 해롭다. 2.0% 초과의 망간 함량은 고화시 강 중에 과도하게 편석될 수 있으며, 재료 내부의 균질성이 손상되어, 열간 가공 공정 동안 표면 균열을 유발할 수 있다. 망간의 존재에 대한 바람직한 한계는 1.0% 내지 1.8%, 보다 바람직하게는 1.0% 내지 1.5% 이다.

규소는 본 발명의 강 중에 1.40% 내지 2% 로 존재할 수 있는 필수 원소이다. 규소는 고용 강화를 통하여 본 발명의 강에 강도를 부여하고, 탈산제로서도 작용한다. 그러나, 규소는 페라이트 형성제이고 또한 오스테나이트 온도를 더 높은 온도 범위로 압박할 Ac3 변환점을 증가시키기 때문에, 규소의 함량이 최대 2% 로 유지되는 이유이다. 2% 초과의 규소 함량은 또한 템퍼 취화 (temper embrittlement) 를 야기할 수 있다. 규소의 존재에 대한 바람직한 한계는 1.45% 내지 1.8%, 보다 바람직하게는 1.45% 내지 1.6% 이다.

알루미늄의 함량은 0.01% 내지 1% 이다. 알루미늄은 산소가 고화 공정 동안 가스상을 형성하는 것을 방지하도록 용융된 강 중에 존재하는 산소를 제거한다. 알루미늄은 또한 알루미늄 질화물을 형성하도록 강 중의 질소를 고정시켜서, 결정립 크기를 감소시킨다. 알루미늄은 본 발명의 강이 펄라이트 라멜라 간격의 크기에 대한 제어를 갖게 하여, 적절한 투과성을 유지하면서 비저항을 증가시킨다. 1% 초과의 알루미늄의 더 높은 함량은 강 레일의 피로 한계 및 취성 파괴를 악화시키는 조대한 알루미늄-풍부 산화물의 발생을 초래한다.알루미늄의 존재에 대한 바람직한 한계는 0.02% 내지 0.9%, 보다 바람직하게는 0.02% 내지 0.5% 이다.

크롬은 본 발명의 강 중에 0.8% 내지 2% 로 존재한다. 크롬은 고용 강화에 의해 강에 강도를 제공하는 필수 원소이며, 강도를 부여하기 위해서는 최소 0.2% 가 필요하지만, 2% 초과로 사용되면, 냉각 후 베이나이트와 같은 원하지 않는 상들의 형성으로 허용가능한 한계를 초과하여 경화능을 증가시켜 강의 연성을 손상시킨다. 2% 초과의 크롬 첨가는 또한 오스테나이트 내의 탄소의 확산 계수를 감소시켜, 열간 압연 후 냉각 동안 펄라이트 형성을 지연시킨다. 크롬의 존재에 대한 바람직한 한계는 0.9% 내지 1.9%, 보다 바람직하게는 0.9% 내지 1.6% 이다.

본 발명의 강 중 인 함량은 0% 내지 0.09% 이다.

인은 결정립계에서 편석하거나 망간과 공편석하는 경향이 있다. 이러한 이유로, 인을 가능한 적게 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 0.09% 를 초과하는 함량은 인장 강도 및 내마모성에 해로울 수 있는 입자간 계면 분해에 의한 파열을 야기할 수 있다. 인 함량에 대한 바람직한 한계는 0% 내지 0.05% 이다.

황은 0% 내지 0.09% 로 함유된다. 황은 세장형으로 될 수 있는 MnS 석출물을 형성한다. 이러한 세장형 MnS 개재물은, 이 개재물이 하중 방향과 정렬되지 않으면, 경도 및 인장 강도와 같은 기계적 특성에 상당한 악영향을 미칠 수 있다. 따라서, 황 함량은 0.09% 로 제한된다. 황의 함량의 바람직한 범위는 0% 내지 0.05%, 보다 바람직하게는 0% 내지 0.02% 이다.

질소는 본 발명의 강 중에 0% 내지 0.09% 양으로 있다. 질소는 재료의 시효를 피하고 강의 기계적 특성에 해로운 고화 중 조대한 알루미늄 질화물의 석출을 방지하기 위해 0.09% 로 제한된다. 질소는 또한 바나듐 티타늄 및 니오븀과 질화물 및 탄질화물을 형성하여 본 발명의 강에 강도를 부여한다.

니켈은 선택적인 원소로서, 본 발명의 강의 강도를 증가시키기 위하여 본 발명에 0% 내지 1% 첨가된다. 니켈은 그의 내공식성 (pitting corrosion resistance) 을 향상시키는데 유리하다. 니켈은 강 조성에 첨가되어 오스테나이트 내 탄소의 확산 계수를 감소시켜 펄라이트 내의 페라이트의 형성을 촉진한다. 그러나, 1% 초과의 니켈 함량의 존재는 잔류 오스테나이트의 안정화를 초래하여, 인장 강도에 악영향을 미칠 수 있다. 본 발명의 강 중에 0% 내지 0.9% 의 니켈을 갖는 것이 바람직하다.

몰리브덴은 선택적인 원소이며, 본 발명 중에 0% 내지 0.5% 로 존재할 수 있다. 몰리브덴은 몰리브덴계 탄화물을 형성하여 강에 경화성과 경도를 부여하기 위해 첨가된다. 하지만, 몰리브덴의 첨가는 합금 원소의 첨가 비용을 과도하게 증가시키므로, 경제적인 이유로 그 함량은 0.5% 로 제한된다. 몰리브덴 함량에 대한 바람직한 한계는 0% 내지 0.4%, 보다 바람직하게는 0% 내지 0.2% 이다.

바나듐은 본 발명에 대한 선택적인 원소이며, 0% 내지 0.2% 의 함량이다. 바나듐은, 특히 탄화물 또는 탄질화물을 형성함으로써 석출 강화에 의해 강의 강도를 향상시키는데 효과적이다. 경제적 이유로 상한은 0.2% 로 유지되고 있다.

니오븀은 본 발명의 강 중에 0% 내지 0.1% 로 존재하고, 석출 경화에 의해 본 발명의 강의 강도를 부여하도록 탄질화물을 형성하기에 적합하다. 니오븀은 또한 탄질화물로서의 석출을 통해 그리고 가열 공정 동안 재결정을 지연시켜 입자 크기를 미세화함으로써 미세조직 성분의 크기에 영향을 미칠 것이다. 그러나, 0.1% 초과의 니오븀 함량은 경제적으로 흥미롭지 않을 뿐만 아니라 강의 인장 강도에 해로운 보다 조대한 석출물을 형성하고, 또한 니오븀의 함량이 0.1% 이상이면, 니오븀은 또한 강 열연성에 해로우므로 강 주조 및 압연 동안 어려움을 초래한다.

티타늄은 선택적인 원소이며, 0% 내지 0.1% 로 존재한다. 티타늄은 강에 강도를 부여하고 입자 크기를 미세화하는 티타늄 질화물을 형성한다. 티타늄에 대한 바람직한 한계는 0% 내지 0.05% 이다.

구리는 잔류 원소이며, 강의 가공으로 인해 0.5% 까지 존재할 수 있다. 0.5% 까지의 구리는 강의 어떤 특성에도 영향을 주지 않지만, 0.5% 초과하면 열간 가공성이 상당히 감소한다.

주석, 세륨, 마그네슘, 붕소 또는 지르코늄과 같은 다른 원소들이 중량으로 다음의 비율로 개별적으로 또는 조합하여 첨가될 수 있다: 주석 ≤ 0.1%, 세륨 ≤ 0.1%, 마그네슘 ≤ 0.10%, 0% ≤ 붕소 ≤ 0.008% 및 지르코늄 ≤ 0.10%. 표시된 최대 함량 수준까지, 이들 원소들은 고화 동안 결정립을 미세화하는 것을 가능하게 한다. 강의 조성 중 잔부는 철 및 가공으로 인한 불가피한 불순물로 이루어진다.

강의 미세조직은 다음을 포함한다:

펄라이트는 본 발명의 강의 매트릭스 미세조직 성분이고, 면적 백분율 존재는 적어도 90% 이상이어야 하며, 바람직하게는 90% 내지 99%, 더욱 바람직하게는 93% 내지 98% 이다. 펄라이트는 열간 압연 후 제 2 냉각 단계 동안 형성된다. 본 발명의 강의 펄라이트는 라멜라 조직으로 된다. 본 발명의 펄라이트의 라멜라 조직은 페라이트와 시멘타이트의 응집체로서, 본 발명의 펄라이트의 라멜라 간 간격은 100 나노미터 내지 250 나노미터이다. 이러한 라멜라간 간격은 인장 강도 및 비저항과 같은 본 발명의 강의 사용중 특성을 개선시킨다. 라멜라간 간격이 250 나노미터를 초과하면, 강은 연질일 것이고, 인장 강도, 특히 180℃ 에서의 인장 강도에 도달할 수 없을 것이고, 펄라이트의 라멜라간 간격이 100 나노미터 미만일 때마다, 강의 투과율이 악영향을 받는다. 라멜라간 간격에 대한 바람직한 한계는 110 나노미터 내지 230 나노미터, 보다 바람직하게는 120 나노미터 내지 220 나노미터이다. 또한, 본 발명의 펄라이트는 투과율 및 경도와 같은 사용중 특성을 강에 부여한다.

초석 페라이트는 본 발명의 강 중에 2% 내지 10% 로 존재한다. 이전 오스테나이트 결정립의 결정립계에서 열간 압연 후 제 1 냉각 단계 동안 초석 페라이트가 형성되며, 펄라이트 내부에 초석 페라이트가 산재한다. 초석 페라이트는 투자율 뿐만 아니라 연성을 본 발명의 강에 제공한다. 초석 페라이트의 함량이 10% 초과이면, 본 발명의 강은 경도를 달성할 수 없다. 초석 페라이트의 존재에 대한 바람직한 한계는 3% 내지 9%, 보다 바람직하게는 3% 내지 8% 이다.

전술한 미세조직 외에도, 레일의 미세조직에는 베이나이트, 마르텐사이트 및 잔류 오스테나이트와 같은 미세조직 성분들이 없다.

본 발명에 따른 레일은 임의의 적합한 제조 공정에 의해 생성될 수 있으며, 이하에서 설명된 규정된 공정 파라미터들이 있다.

바람직한 예시적인 방법이 여기서 설명되지만, 이 예는 본 개시의 범위 및 이 예들이 기초로 하는 양태들을 제한하지 않는다. 게다가, 본 명세서에 제시된 임의의 예들은 제한하려는 의도가 아니며, 단지 본 개시의 다양한 양태들이 실행될 수 있는 많은 가능한 방식들 중 일부를 제시한다.

바람직한 방법은 본 발명에 따른 화학적 조성을 갖는 강의 반제품 주조를 제공하는 것으로 이루어진다. 주조는 철도, 특히 자기 부상 레일을 위한 레일로 제조되거나 가공될 수 있는 잉곳 또는 블룸 또는 빌렛과 같은 임의의 형태로 수행될 수 있다.

예를 들어, 전술한 화학적 조성을 갖는 강은 빌렛으로 주조된 다음, 바아의 형태로 압연된다. 이러한 바아는 추가 압연용 반제품으로서의 역할을 할 수 있다. 원하는 반제품을 얻기 위해 다수의 압연 단계들이 수행될 수 있다.

레일로 제조될 강을 준비하기 위하여, 반제품은 압연 후 고온에서 직접 사용될 수 있거나 먼저 상온으로 냉각된 후 레일을 제조하기 위해 재가열될 수 있다.

반제품은 온도 Ac3 내지 Ac3+500℃, 바람직하게는 Ac3+30℃ 내지 Ac3+450℃, 보다 바람직하게는 1100℃ 내지 1300℃ 에서 재가열되며, 여기서 반제품의 단면에 걸쳐 균일한 온도를 보장할 뿐만 아니라 100% 오스테나이트가 형성되는 것을 보장하기 위해 5 초 내지 1200 초 동안 유지된다. KASATKIN, O.G. 등의 금속 과학 및 열처리에서 강의 임계점을 결정하기 위한 계산 모델, 26:1-2, 1월-2월 1984, 27-31 에 따르면, Ac3 가 계산된다.

반제품의 재가열 온도가 Ac3 보다 낮으면, 추가로 압연 동안 과도한 부하가 가해지고, 강의 온도는 또한 열간 압연 동안 페라이트 형성을 초래할 페라이트 변태 개시 온도 미만으로 감소할 수 있다. 추가로, 변형하에서의 야금학적 변태는 주어진 냉각 속도 또는 주어진 화학적 조성에 대해 얻어진 미세조직에서 상당한 변화를 초래할 수 있다. 그 결과, 얻어진 미세조직은 목표로 하는 미세조직과 완전히 다를 것이고, 따라서 기계적 특성들 뿐만 아니라 전기 특성들도 다를 것이다. 따라서, 반제품의 온도는 모든 기계적 작업이 수행되고 100% 오스테나이트 온도 범위에서 완료되도록 충분히 높은 것이 바람직하다. Ac3+500℃ 초과의 온도에서 재가열하는 것은 방지되어야 하는데, 이는 그것들이 산업적으로 고가이고 강의 압연에 영향을 줄 수 있는 액체 영역의 발생을 야기할 수 있기 때문이다.

이어서, 반제품을 바람직하게는 35 내지 90% 의 압하율로 Ac3 내지 Ac3+300℃ 로의 적어도 하나의 열간 압연 패스를 받게 된다. 열간 압연은 반제품으로부터 고온 레일을 가질 것이 요구되는 다중 패스들에서 이루어질 수 있다. 모든 열간 압연을 위한 바람직한 온도는 Ac3+30℃ 내지 Ac3+300℃ 이고, 보다 바람직한 온도는 Ac3+50℃ 내지 Ac3+250℃ 이다.

최종 압연 온도는 Ac3 초과하여 유지되어야 하며, 이는 재결정화 및 기계적 제조에 유리한 조직이 바람직하다. 모든 압연 패스, 특히 최종 압연 온도가 1000℃ 초과의 온도에서 수행되는 것이 바람직한데, 그 이유는 이 온도 미만에서 강은 압연성에서 상당한 강하를 나타내기 때문이다. 최종 압연 온도가 Ac3 보다 낮은 경우에, 레일의 최종 치수에 관한 문제 뿐만 아니라 표면 양태의 열화를 초래할 수 있다. 심지어 레일의 균열 또는 완전한 파괴를 유발할 수 있다.

이어서, 2 단계 냉각 공정으로 고온 레일을 냉각시키며, 여기서 제 1 냉각 단계는 최종 열간 압연의 출구로부터 시작하며, 고온 레일은 0.1℃/s 내지 5℃/s 의 냉각 속도 CR1 에서, 480℃ 내지 550℃ 범위의 온도 T1 로 냉각된다. 바람직한 실시형태에서, 이러한 제 1 냉각 단계를 위한 냉각 속도 CR1 은 1℃/s 내지 3℃/s, 보다 바람직하게는 1℃/s 내지 2℃/s 이다. 그러한 제 1 단계를 위한 바람직한 T1 온도는 490℃ 내지 530℃, 더 바람직하게는 490℃ 내지 510℃ 이다.

제 2 냉각 단계에서, 고온 레일은 5℃/s 미만의 냉각 속도 CR2 로 T1 에서 실온으로 냉각된다. 바람직한 실시형태에서, 제 2 냉각 단계를 위한 냉각 속도 CR2 는 3℃/s 미만, 더 바람직하게는 1℃/s 미만이다.

바람직한 실시형태에서, CR1 은 CR2 보다 높다.

고온 레일이 실온에 도달하면, 본 발명의 강으로부터 레일을 얻는다.

실시예들

여기서 제시되는 이하의 시험, 예, 비유적 예시 및 표는 완전히 비제한적이며, 오로지 예시 목적으로 간주되어야 하며, 본 발명의 유리한 특징을 보여줄 것이다.

상이한 조성을 가진 강으로 제조된 레일들은 표 1 에서 보여주고, 레일은 각각 표 2 에 규정된 프로세스 파라미터들에 따라 제조된다. 그 후에, 표 3 은 시험 동안 획득된 강의 미세조직을 보여주며, 표 4 는 획득된 특성의 평가 결과를 보여준다.

표 2 는 표 1 의 강으로 제조된 반제품에 구현된 공정 파라미터들을 개시한다. 시험 I1 내지 I3 은 본 발명에 따른 레일의 제조에 사용된다. 표 2 는 다음과 같다:

KASATKIN, O.G. 등의 금속 과학 및 열처리에서 강의 임계점을 결정하기 위한 계산 모델, 26:1-2, 1월-2월 1984, 27-31 에 따라서, Ac3 값들이 결정되었다.

표 3 은 면적 분율의 측면에서 본 발명 강 및 기준 강 둘 다의 미세조직을 결정하기 위한 주사 전자 현미경과 같은 상이한 현미경에서 표준에 따라 행해진 시험들의 결과를 예시한다. 결과는 본원에서 규정된다:

표 4 는 본 발명의 강 및 참조 강 둘 다의 기계적 특성 및 자기 특성을 예시한다. 인장 강도를 결정하기 위해, NF EN ISO 6892-1/2017 표준에 따라 시험이 수행된다. 본 발명의 강 및 참조 강 모두에 대한 비저항 및 투자율을 측정하기 위한 시험은 각각 IEC-60404-13 및 IEC-60404-4 에 따라 수행된다. 본 발명의 강 및 참조 강 모두에 대한 경도를 측정하기 위한 시험은 EN-13674 에 따라 수행된다. 이러한 표준들에 따라 수행된 다양한 기계적 시험들의 결과가 기재된다.

Claims (15)

1. 중량 백분율로 표현되는 하기 원소들을 포함하는 레일용 강으로서,
   0.25% ≤ C ≤ 0.8%,
   1.0% ≤ Mn ≤ 2.0%,
   1.40% ≤ Si ≤ 2%,
   0.01% ≤ Al ≤ 1%,
   0.8% ≤ Cr ≤ 2%,
   0 ≤ P ≤ 0.09%,
   0 ≤ S ≤ 0.09%,
   0% ≤ N ≤ 0.09%,
   이하의 선택적 원소들 중 하나 이상을 포함할 수 있으며,
   0% ≤ Ni ≤ 1%,
   0% ≤ Mo ≤ 0.5%,
   0% ≤ V ≤ 0.2%,
   0% ≤ Nb ≤ 0.1%,
   0% ≤ Ti ≤ 0.1%,
   0% ≤ Cu ≤ 0.5%,
   0% ≤ B ≤ 0.008%,
   0% ≤ Sn ≤ 0.1%,
   0% ≤ Ce ≤ 0.1%,
   0% ≤ Mg ≤ 0.10%,
   0% ≤ Zr ≤ 0.10%,
   나머지 조성은 철 및 가공으로 인한 불가피한 불순물들로 구성되고,
   상기 강의 미세조직은, 면적 백분율로, 2% 내지 10% 의 초석 페라이트를 포함하고, 잔부는 펄라이트로 형성되고, 상기 펄라이트는 라멜라간 간격이 100 nm 내지 250 nm 인, 레일용 강.
2. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 조성은 0.27% 내지 0.75% 의 탄소를 포함하는, 레일용 강.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 조성은 0.02% 내지 0.9% 의 알루미늄을 포함하는, 레일용 강.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 조성은 0.9% 내지 1.9% 의 크롬을 포함하는, 레일용 강.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 펄라이트는 93% 내지 99% 인, 레일용 강.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 펄라이트의 상기 라멜라간 간격이 110 nm 내지 230 nm 인, 레일용 강.
7. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   180℃ 에서의 인장 강도는 900 MPa 초과인, 레일용 강.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 강은 310 Hv 이상의 경도를 가지는, 레일용 강.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 강은 40 Ωmm/㎡ 초과의 비저항을 가지는, 레일용 강.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강은 4000 A/m 에서 측정한 165 이상의 최대 투자율을 갖는, 레일용 강.
11. 강의 레일의 제조 방법으로서, 이하의 연속적인 단계들:
    ­ 반제품 형태의 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 강 조성물을 제공하는 단계,
    ­ 상기 반제품을 Ac3 내지 Ac3+500℃ 의 온도로 재가열하고, 여기서 5 초 내지 1200 초 유지하는 단계,
    ­ 오스테나이트 범위에서 상기 반제품상에서 하나 이상의 열간 압연 패스를 실시하고, 열간 압연 온도를 Ac3 내지 Ac3+300℃ 로 하여 고온 레일을 얻는 단계,
    ­ 2 단계 냉각으로 고온 레일을 냉각하는 단계로서, 단계 1 에서 Ac3 및 Ac3+300℃ 온도로부터 480 내지 550℃ 범위의 온도 T1 까지 0.1℃/s 내지 5℃/s 의 냉각 속도로 상기 고온 레일을 냉각하는 단계,
    ­ 이후, 단계 2 에서 상기 고온 레일을 T1 에서 실온으로 5℃/s 미만의 냉각 속도로 냉각하여 레일을 획득하는 단계
    를 포함하는, 레일의 제조 방법.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 반제품의 재가열 온도는 Ac3+30℃ 내지 Ac3+450℃ 인, 레일의 제조 방법.
13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 온도 T1 는 490℃ 내지 530℃ 인, 레일의 제조 방법.
14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    CR1 냉각 속도는 CR2 보다 높은, 레일의 제조 방법.
15. 레일 웨건의 구조적 및 안전 부품들의 제조를 위한, 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 강 또는 제 11 항 내지 제 14 항의 방법에 따라 제조된 레일의 용도.