RU2224041C2 - Рельсовая сталь - Google Patents
Рельсовая сталь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2224041C2 RU2224041C2 RU2002102425/02A RU2002102425A RU2224041C2 RU 2224041 C2 RU2224041 C2 RU 2224041C2 RU 2002102425/02 A RU2002102425/02 A RU 2002102425/02A RU 2002102425 A RU2002102425 A RU 2002102425A RU 2224041 C2 RU2224041 C2 RU 2224041C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- vanadium
- aluminum
- rails
- nitrogen
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству стали для железнодорожных рельсов. Задача изобретения - повышение эксплуатационной стойкости рельсов. Сталь содержит углерод, марганец, кремний, ванадий, алюминий, кальций, азот, никель и молибден при следующем соотношении компонентов, в мас.%: углерод 0,71-0,82, марганец 0,80-1,30, кремний 0,30-0,50, ванадий 0,05-0,12, алюминий 0,005-0,035, кальций 0,0005-0,005, азот 0,007-0,015, никель 0,05-0,30, молибден 0,01-0,40, железо остальное. Кроме того, в составе стали дополнительно ограничено количество примесей в следующем соотношении, мас.%: сера не более 0,020, фосфор не более 0,020, медь не более 0,30. Использование изобретения позволяет повысить комплекс механических свойств и твердости стали, увеличивающих эксплуатационную стойкость рельсов. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству стали для железнодорожных рельсов.
Известна сталь, содержащая 0,69-0,82% С, 0,18-0,33% Si, 0,75-1,05% Mn, 0,01-0,04% Al, 0,004-0,011% N, один элемент из группы, состоящей из кальция и магния 0,0025-0,015%, железо - остальное, применяемая для изготовления железнодорожных рельсов [1].
Существенными недостатками стали являются низкая прочность и пониженная эксплуатационная стойкость, что определяется отсутствием в стали ванадия, измельчающего зерно и повышающего ударную вязкость; низким содержанием марганца, снижающим износостойкость стали, повышенным содержанием алюминия, способствующего образованию недопустимых строчек глинозема и глинозема, сцементированного силикатами с последующим зарождением и развитием контактно-усталостных разрушений, приводящих к преждевременному выходу рельсов из строя. Кроме того, азот, вводимый в сталь для нитридного упрочнения, должен быть связан в нитриды алюминия или ванадия, в противном случае насыщение стали азотом приводит к старению, охрупчиванию стали и снижению эксплуатационных свойств стали.
Наличие в стали серы и фосфора в больших количествах приводит к повышению соответственно красно- и хладоломкости стали.
Известна выбранная в качестве прототипа сталь М76В [2], содержащая 0,71-0,82% С, 0,75-1,05% Mn, 0,25-0,45% Si, 0,03-0,07% V, не более 0,035% Р, не более 0,045% S, кроме того, сталь раскисляется комплексными раскислителями и обычно содержит (не регламентируется ГОСТ 24182-80) до 0,010% N, 0,005-0,040% Al, до 0,005% Са.
Рельсы, изготовленные из стали, после прокатки могут подвергаться термообработке согласно [3].
Существенными недостатками стали являются низкие механические свойства и твердость стали.
Задачей изобретения являются повышение комплекса механических свойств и твердости стали, увеличивающих эксплуатационную стойкость рельсов.
Для достижения этого сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, ванадий, алюминий, кальций и азот, дополнительно содержит никель и молибден при следующем соотношении компонентов (в мас.%):
Углерод - 0,71-0,82
Марганец - 0,80-1,30
Кремний - 0,30-0,50
Ванадий - 0,05-0,12
Алюминий - 0,005-0,035
Кальций - 0,0005-0,005
Азот - 0,007-0,015
Никель - 0,05-0,30
Молибден - 0,01-0,40
Железо - Остальное
Кроме того, в ее составе дополнительно ограничено количество примесей в следующем соотношении (мас.%):
Серы не более - 0,020
Фосфора не более - 0,020
Меди не более - 0,30
Заявляемый химический состав выбран, исходя из следующих условий:
выбранное содержание углерода обеспечивает требуемые прочностные характеристики стали (предел текучести и временное сопротивление разрыву).
Углерод - 0,71-0,82
Марганец - 0,80-1,30
Кремний - 0,30-0,50
Ванадий - 0,05-0,12
Алюминий - 0,005-0,035
Кальций - 0,0005-0,005
Азот - 0,007-0,015
Никель - 0,05-0,30
Молибден - 0,01-0,40
Железо - Остальное
Кроме того, в ее составе дополнительно ограничено количество примесей в следующем соотношении (мас.%):
Серы не более - 0,020
Фосфора не более - 0,020
Меди не более - 0,30
Заявляемый химический состав выбран, исходя из следующих условий:
выбранное содержание углерода обеспечивает требуемые прочностные характеристики стали (предел текучести и временное сопротивление разрыву).
Введение марганца и молибдена в сталь обеспечивает достаточную износостойкость стали при рабочем контакте колесо - рельс и совместно с кремнием требуемую твердость как по сечению рельса, так и на поверхности катания головки.
Заявляемое содержание никеля обеспечивает наряду с нитридообразующими алюминием и ванадием получение стали с гарантированным уровнем ударной вязкости как при положительных, так и при отрицательных температурах. Причем введение молибдена в сталь более чем на 0,40% значительно удорожает сталь и приводит при объемной закалке рельсов к недопустимым бейнитным структурам. Содержание никеля до 0,05% не оказывает положительного влияния на ударную вязкость стали, а при содержании более 0,30% ударная вязкость не превышает определяемых величин. Кроме того, при содержании в стали никеля более 0,30%, как и при концентрации молибдена более 0,40%, возможно получение браковочной микроструктуры.
Повышение содержания марганца по сравнению с прототипом позволяет повысить износостойкость стали и твердость стали на поверхности катания головки. Причем превышение концентрации марганца выше 1,30% при объемной закалке рельсов в масле приводит к получению браковочной макроструктуры рельсов ("ореол" темной травимости на темплете). Модифицирование стали кальцием приводит к получению благоприятной глобулярной формы неметаллических включений. Однако введение кальция более чем на 0,005% значительно удорожает стоимость стали; менее чем на 0,0005% практически не оказывает влияния на модифицирование включений.
Соотношение ванадия выбрано с учетом связывания содержащегося в стали азота в нитриды ванадия, наличие которых способствует измельчению зерна и повышению механических свойств стали. Превышение содержания ванадия выше верхнего заявляемого предела значительно удорожает стоимость стали.
Алюминий, введенный в заявляемых пределах, совместно с ванадием обеспечивает получение мелкого зерна. Повышение концентрации алюминия в стали выше верхнего заявляемого предела приводит к загрязненности стали глиноземсодержащими включениями браковочного балла, а также к повышению отбраковки стали по поверхностным дефектам. Снижение содержания алюминия менее 0,005% увеличивает зерно стали, причем не обеспечиваются требуемые механические свойства и ударная вязкость стали.
Азот, соединяясь с алюминием и ванадием, измельчает зерно и способствует так называемому нитридному упрочнению стали. При содержании азота более 0,015% снижаются пластические свойства стали и происходит так называемое старение с последующим охрупчиванием стали.
Ограничение содержания меди, серы и фосфора выбрано, исходя из качества поверхности готовых рельсов после прокатки и механических свойств стали. Кроме того, концентрация серы определяет красноломкость стали, а фосфора - хладоломкость.
В условиях ОАО "Кузнецкий металлургический комбинат" в 100-тонных дуговых электросталеплавильных печах ДСП-100И7 была выплавлена серия плавок с заявляемым химическим составом (результаты приведены в табл.1). После разливки стали в изложницы 8,5-тонные слитки рельсовой стали прокатывались на рельсы типа Р65, которые термообрабатывались путем объемной закалки в масле при температуре 840-850oС и отпускались при 450oС. Результаты механических свойств, ударной вязкости и твердости стали (табл.2) показывают, что заявляемый химический состав рельсовой стали обеспечивает повышение комплекса механических свойств и твердости стали (особенно на поверхности катания головки), что, в свою очередь, увеличивает износостойкость и эксплуатационную стойкость железнодорожных рельсов.
Список источников
1. А.с СССР 759612, кл. С 22 С 38/06.
1. А.с СССР 759612, кл. С 22 С 38/06.
2. ГОСТ 24182-80 "Рельсы железнодорожные широкой колеи типов Р75, Р65 и Р50 из мартеновской стали. Технические условия".
3. ГОСТ 18267-82 "Рельсы железнодорожные типов Р50, Р65 и Р75 широкой колеи, термообработанные путем объемной закалки в масле. Технические условия".
Claims (2)
1. Сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, ванадий, алюминий, кальций и азот, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит никель и молибден при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод 0,71-0,82
Марганец 0,80-1,30
Кремний 0,30-0,50
Ванадий 0,05-0,12
Алюминий 0,005-0,035
Кальций 0,0005-0,005
Азот 0,007-0,015
Никель 0,05-0,30
Молибден 0,01-0,40
Железо Остальное
2. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что в ее составе дополнительно ограничено количество примесей в следующем соотношении, мас.%:
Сера Не более 0,020
Фосфор Не более 0,020
Медь Не более 0,30
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002102425/02A RU2224041C2 (ru) | 2002-01-25 | 2002-01-25 | Рельсовая сталь |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002102425/02A RU2224041C2 (ru) | 2002-01-25 | 2002-01-25 | Рельсовая сталь |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002102425A RU2002102425A (ru) | 2003-09-27 |
RU2224041C2 true RU2224041C2 (ru) | 2004-02-20 |
Family
ID=32172308
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002102425/02A RU2224041C2 (ru) | 2002-01-25 | 2002-01-25 | Рельсовая сталь |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2224041C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115449708A (zh) * | 2022-08-30 | 2022-12-09 | 鞍钢股份有限公司 | 一种焊接性优异的高速铁路用钢轨及其生产方法 |
-
2002
- 2002-01-25 RU RU2002102425/02A patent/RU2224041C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ГОСТ 24182-80 Рельсы железнодорожные широкой колеи типов Р75, Р65 и Р50 из мартеновской стали. Технические условия. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115449708A (zh) * | 2022-08-30 | 2022-12-09 | 鞍钢股份有限公司 | 一种焊接性优异的高速铁路用钢轨及其生产方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105886933B (zh) | 一种高抗回火软化性和高韧性的热作模具钢及其制造方法 | |
JP3556968B2 (ja) | 高炭素系高寿命軸受鋼 | |
CN108611562B (zh) | 一种含硫铝镇静非调质钢及其硫化物形貌控制方法 | |
KR20110036758A (ko) | 내마모성 및 인성이 우수한 펄라이트계 레일 | |
EP2682489B1 (en) | High-carbon steel wire rod excellent in drawability and fatigue characteristics after wire drawing | |
RU2224041C2 (ru) | Рельсовая сталь | |
RU2295587C1 (ru) | Рельсовая сталь | |
RU2365667C1 (ru) | Рельсовая сталь | |
RU2259416C2 (ru) | Рельсовая сталь | |
RU2348735C2 (ru) | Сталь колесная | |
CN112143980A (zh) | 一种工业叉用钢27SiMn2及其制备方法 | |
RU2224044C2 (ru) | Рельсовая сталь | |
RU2484173C1 (ru) | Автоматная свинецсодержащая сталь | |
RU2197553C2 (ru) | Рельсовая сталь | |
RU2241779C1 (ru) | Рельсовая сталь | |
RU2224042C2 (ru) | Сталь | |
RU2365666C1 (ru) | Рельсовая сталь | |
RU2432412C2 (ru) | Чугун и способ его получения | |
RU2371510C1 (ru) | Сталь повышенного качества | |
RU2232202C1 (ru) | Рельсовая сталь | |
RU2259418C2 (ru) | Рельсовая сталь | |
RU2479645C1 (ru) | Сортовой прокат горячекатаный в прутках, круглый | |
RU2131946C1 (ru) | Рельсовая сталь | |
RU2223342C1 (ru) | Сталь | |
JP3912186B2 (ja) | 耐疲労特性に優れたばね鋼 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100126 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20110710 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130126 |