[發明專利]一種熱軋貝氏體鋼軌及生產工藝

有效

• 申請號: 200810012105.3
• 申請日: 2008-06-27
• 公開（公告）號: CN101613830A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發明（設計）人: 陳昕;金紀勇;楊玉;張序平;杜斌;左巖;寧東;趙長興
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C38/38
• 分類號: C22C38/38;C22C38/34;C22C38/28;C22C38/32;B21B37/74
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技術領域

本發明是屬于鐵路鋼軌的生產技術領域，特別涉及一種含貝氏體 組織的鋼軌及生產工藝。

背景技術

貝氏體鋼軌合金成本較高，此外由于鋼軌回火的生產技術在現有 生產線上不宜實現且影響生產效率而限制了貝氏體鋼軌的大量采用及 發展。

如文獻(The?Development?of?Bainitic?Steel?for?Special?Railway System?Requirements，39TH?MWSP?CONF?PROC，ISS，VOL?XXXV， 1998-1015)的介紹表明：其研究的貝氏體鋼軌中Mo含量高達0.8％， 并且需要在550℃回火。

其他文獻諸如“高速準高速鐵路道叉高性能耐磨鋼及制造方法” (專利號：98112095.4)、“中低碳錳系貝氏體鋼”(申請號03150092.7)、 “改進的無碳化物貝氏體鋼及其生產方法”(專利號96192013.0)等所 介紹的鋼軌不僅需要回火且都未對組織形態進行描述，實際上，在上 述文獻所設計的化學成分范圍內，貝氏體組織形態千差萬別，不同的 組織形態會使貝氏體鋼軌具有不同的的強韌性水平，如果產生不利的 組織形態：大塊M-A島(約10μm)，板條貝氏鐵素體所占比例較低， 在30％左右，致使板條狀殘余奧氏體很少，殘余奧氏體大多在M-A島 中存在，很容易誘發馬氏體相變，由于殘余奧氏體的不穩定性使鋼軌 對氫及非金屬夾雜更敏感，會使鋼軌性能不穩定，延伸率偏低，甚至 導致鋼軌使用的安全性下降。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明公開一種熱軋貝氏體鋼軌及 其生產工藝，其目的在于提高板條貝氏鐵素體所占比例，提高殘余奧 氏體穩定性，提高延伸率，降低生產成本。

本發明的目的是這樣實現的，該鋼軌化學成分為(重量百分比)

C：0.10％～0.35％，Si：0.80％～2.00％，Mn：0.80％～3.30％，Cr： ＜2.00％，N：0.0010％～0.0100％，此外復合加入Nb：0.01％～0.10％， V：0.02％～0.20％，Ti：0.005％～0.060％；Mo含量為0.10％～0.40％； 控制H含量小于0.00005％，其余為Fe及不可避免的雜質。

本發明的化學成分還可以適量加入B，B：0.0005％～0.0035％。

本發明鋼軌的生產工藝為：連鑄方坯加熱到1200～1360℃，經孔型 或萬能法軋制成鋼軌，粗軋采用孔型法，軋制溫度為1230～1020℃；精 軋時采用萬能法，軋制溫度為1120～850℃，精軋時相鄰道次的軋制間 隔時間控制在5秒以上，不超過35秒，軋制過程中不必采取控冷措施， 軋后在空氣中自然冷卻至室溫。

本發明在無碳化物貝氏體成分設計的基礎上，復合加入Nb、V、 Ti等微合金元素，使鋼軌在軋制溫度范圍內均能夠析出一定Nb、V、 Ti的碳氮化物，這種Nb、V、Ti的碳氮化物足以抑制鋼軌軋制時奧氏 體再結晶晶粒的長大，同時以碳氮化物作為貝氏體相變形核質點，增 加形核數量，可以盡可能多地產生板條貝氏鐵素體，使更多的殘余奧 氏體板條化，限制M-A島的尺寸(也是限制其中殘余奧氏體的尺寸) 及所占的比例，可以使Mo含量降至0.40％以下，降低合金成本。

本發明適當的加入B，其目的是為了抑制先析鐵素體析出，細化 晶粒，進一步提高鋼的強度。

由于本發明采用復合式的方法加入Nb、V、Ti或適量加入B，軋 制時，道次間采用時間間隔的方法軋制，不加控冷，軋后不必進行回 火，鋼軌的性能得到保證，使其節省工序和成本。

本發明控制精軋道次間隔時間不少于5秒，是為了保證抑制貝氏 體精細組織粗大的足夠數量微合金碳氮化合物的析出；控制精軋道次 間隔時間不超過35秒，是為了防止微合金碳氮化合物的尺寸過分粗化， 而不法達到抑制組織粗大的目的。