[發明專利]鋼軌及其生產方法

無效

• 申請號: 200710202530.4
• 申請日: 2007-11-14
• 公開（公告）號: CN101148736A
• 公開（公告）日: 2008-03-26
• 發明（設計）人: 鄧建輝;梅東生;徐權;鄒明;吳雄先;郭華;王飛龍
• 申請（專利權）人: 攀枝花鋼鐵（集團）公司
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C21D9/04;C21D1/667;C21D11/00
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所
• 代理人: 楊冬

技術領域

本發明涉及冶金領域，尤其涉及一種鋼軌以及該鋼軌的生產方法。

背景技術

隨著鐵路運輸的發展，火車的運行速度不斷提高，大多數線路的車速都達到90km/h以上。當車速超過90km/h時，影響鋼軌使用壽命的主要因素不再是磨損，而是接觸疲勞傷損。接觸疲勞傷損會導致斷軌，造成翻車事故。由于鋼軌的接觸疲勞傷損嚴重危及行車安全，因此必須開發出抗接觸疲勞傷損性能優良的鋼軌。要提高鋼軌抗接觸疲勞傷損性能，需要在適當保證鋼軌抗拉強度的基礎上提高鋼軌的韌性。

現有的鋼軌是通過萬能軋機將含碳量為0.70％～0.82％的連鑄鋼坯軋制成鋼軌，并對鋼軌實施在線熱處理，使處于奧氏體狀態的鋼軌組織通過淬火冷卻轉變為珠光體，從而提高鋼軌的強度和韌性。該類鋼軌強度較高，耐磨性好，適合在磨損突出的低速、小半徑曲線路段使用。但在車速較快的直線路段或大半徑曲線路段上，鋼軌的接觸疲勞傷損相對于磨損更為突出，但由于此類鋼軌的抗接觸疲勞傷損性能不佳，鋼軌表面容易產生接觸疲勞裂紋傷損，對行車安全造成隱患。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種適合在快速直線和大半徑曲線路段上使用的抗接觸疲勞傷損性能好的鋼軌及該鋼軌的生產方法。

解決上述技術問題所使用的技術方案是：鋼軌，化學成分為C＝0.61％～0.73％，Si＝0.20％～0.50％，Mn＝0.80％～1.30％以及平衡量的Fe和其他微量元素，其抗拉強度R_m≥1080MPa，斷裂韌性K_IC≥45?MPa·m^1/2。

該鋼軌的生產方法，包括對軋制成型后的鋼軌實施在線熱處理，其中，同時對鋼軌的軌頭、軌腰、軌底進行淬火冷卻。

進一步的是，使用壓縮空氣對鋼軌進行淬火冷卻。

進一步的是，壓縮空氣的壓力≥0.02?MPa，≤0.08MPa。

進一步的是，鋼軌軌頭的淬火冷卻強度大于鋼軌軌腰、軌底的淬火冷卻強度。

進一步的是，在軌頭的踏面上方分別沿鋼軌的長度方向設有三排噴嘴，在軌頭的兩側面各設有分別沿鋼軌的長度方向設置的兩排噴嘴，在軌腰的兩側面各設有沿鋼軌的長度方向設置的一排噴嘴，在軌底下方沿鋼軌的長度方向設有一排噴嘴對鋼軌實施淬火冷卻。

進一步的是，淬火冷卻前鋼軌的溫度為740℃～800℃，淬火冷卻時間為110秒～120秒。

本發明的有益效果是：本發明的鋼軌，其抗拉強度R_m≥1080MPa，屈服強度R_0.2P≥750MPa，延伸率A≥12％，斷裂韌性K_IC≥45?MPa·m^1/2，鋼軌的裂紋萌生速率和裂紋擴展速率低于現有鋼軌，并在實際使用時表現出良好的抗接觸疲勞傷損性能和綜合使用效果：該鋼軌在平均車速為160km/h、年運量為9000萬噸，曲線半徑為10km的線路上使用一年后，鋼軌的側磨和垂磨均小于1.0mm，且鋼軌表面未出現接觸疲勞裂紋，表面光亮。

本發明生產鋼軌的方法，通過同時對鋼軌的軌頭、軌腰、軌底進行淬火冷卻，可提高鋼軌軌腰和軌底的強度，由此可提高鋼軌的整體強度；同時對鋼軌的軌頭、軌腰、軌底進行淬火冷卻可降低軌頭、軌腰和軌底的溫度差，有效控制鋼軌在熱處理冷卻過程中的變形量，減小鋼軌的彎曲變形，降低鋼軌的殘余應力，進一步提高鋼軌的性能，使鋼軌達到抗拉強度R_m≥1080MPa，斷裂韌性K_IC≥45?MPa·m^1/2，并具有良好的綜合使用性能。

附圖說明

圖1為對本發明鋼軌進行淬火冷卻的示意圖。

圖2為實施例1對本發明鋼軌進行淬火冷卻后軌頭硬化層硬度分布圖。

圖3為實施例2對本發明鋼軌進行淬火冷卻后軌頭硬化層硬度分布圖。

圖中標記為：軌頭1，軌腰2，軌底3，噴嘴4，噴嘴5，噴嘴6，噴嘴7，噴嘴8，噴嘴9，噴嘴10，噴嘴11，噴嘴12。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。

本發明的鋼軌，化學成分為C＝0.61％～0.73％，Si＝0.20％～0.50％，Mn＝0.80％～1.30％以及平衡量的Fe和其他微量元素，其抗拉強度R_m≥1080MPa，斷裂韌性K_IC≥45?MPa·m^1/2。