[發(fā)明專利]用于客運(yùn)鋼軌的熱軋高韌性碳素鋼

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010232661.9
• 申請(qǐng)日: 2010-07-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101880822A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吉玉;熊建良;任安超;范進(jìn)國(guó);桂美文;易衛(wèi)東;朱敏;周劍華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢鋼鐵（集團(tuán)）公司
• 主分類號(hào): C22C38/06
• 分類號(hào): C22C38/06
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鐘鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼鐵冶金領(lǐng)域，具體涉及一種用于客運(yùn)鋼軌的熱軋高韌性碳素鋼。

背景技術(shù)

隨著鐵路建設(shè)的發(fā)展，客貨分離是發(fā)展的趨勢(shì)。貨運(yùn)鐵路主要面臨重載，因此要求其鋼軌耐磨；而客運(yùn)鐵路的運(yùn)行速度不斷提高，我國(guó)客運(yùn)鐵路最高時(shí)速已經(jīng)達(dá)到350km以上。目前投入運(yùn)營(yíng)的高速鐵路已達(dá)6552營(yíng)業(yè)公里，居世界第一；到2012年，中國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程將達(dá)到11萬(wàn)公里以上。由于客運(yùn)專線主要承擔(dān)人生命、財(cái)產(chǎn)的運(yùn)輸，因此安全性顯得尤為重要。車速愈快，則對(duì)鋼軌的韌性要求愈高，否則一旦在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)斷軌，后果不堪設(shè)想。為了滿足客運(yùn)鐵路的迫切要求，開(kāi)發(fā)高性價(jià)比、韌性好的鋼軌成為必須。另外，隨著人們對(duì)乘車舒適的要求，采用無(wú)縫線路已成為必然，從而鋼軌的焊接性能也是開(kāi)發(fā)客運(yùn)鋼軌所必須考慮的問(wèn)題。

鋼軌中夾雜物是形成疲勞源，影響行車安全的重要原因，因此降低鋼中的夾雜物含量是鋼軌制造過(guò)程中必須考慮的問(wèn)題，除此，鋼軌鋼中氫含量過(guò)高將產(chǎn)生致命缺陷即白點(diǎn)，因此降低鋼中氫含量以避免產(chǎn)生白點(diǎn)、氫脆等有害缺陷也是鋼軌制造過(guò)程中必須考慮的問(wèn)題。

200510022444.6提供了一種珠光體類熱處理鋼軌及其生產(chǎn)方法；200510022442.7提供了一種珠光體類高強(qiáng)度低合金鋼軌鋼及其生產(chǎn)方法；200710202530.4公開(kāi)了冶金領(lǐng)域中一種抗接觸疲勞傷損性能好的鋼軌及該鋼軌的生產(chǎn)方法，以上發(fā)明均采用添加合金及通過(guò)熱處理工藝來(lái)生產(chǎn)鋼軌，其不足之處在于，生產(chǎn)時(shí)采用了大量的貴重合金Mo、Ti、Cr、Nb、V等元素，這不但增加了生產(chǎn)成本，而且由于合金元素的添加，使鋼軌連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線(CCT曲線)強(qiáng)烈右移，大大降低了鋼軌產(chǎn)生異常組織(如貝氏體、馬氏體)的臨界冷速，造成鋼軌在焊接過(guò)程中易產(chǎn)生貝氏體、馬氏體等脆性組織，從而降低了列車運(yùn)行的安全。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于客運(yùn)鋼軌的熱軋高韌性碳素鋼，該熱軋高韌性碳素鋼抗拉強(qiáng)度≥880MPa，延伸率A≥9％。

本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：用于客運(yùn)鋼軌的熱軋高韌性碳素鋼，其化學(xué)成分按重量百分比計(jì)組成為：C：0.60～0.80％、Si：0.10～0.60％、Mn：0.70～1.70％、P≤0.020％、S≤0.020％、O≤0.002％、N≤0.006％、Al≤0.004％、As≤0.007％，H≤0.00015％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

上述方案中，所述的用于客運(yùn)鋼軌的熱軋高韌性碳素鋼，其化學(xué)成分按重量百分比計(jì)組成優(yōu)選為：C：0.69-0.75％、Si：0.15-0.35％、Mn：1.10-1.30％、P≤0.020％、S≤0.015％、O≤0.002％、N≤0.006％、Al≤0.004％、H≤0.00015％，As≤0.007％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

上述方案中，所述的用于客運(yùn)鋼軌的熱軋高韌性碳素鋼，其化學(xué)成分按重量百分比計(jì)組成優(yōu)選為：C：0.69-0.73％、Si：0.20-0.30％、Mn：1.10-1.25％、P≤0.020％、S≤0.015％、O≤0.002％、N≤0.006％、Al≤0.004％、H≤0.00015％，As≤0.007％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

以下詳述本發(fā)明中限定各組分含量的理由：

C是一種能有效促進(jìn)珠光體轉(zhuǎn)變的元素。隨著C含量的增加，鋼的強(qiáng)度、硬度隨之增加，但鋼的塑性和韌性下降。當(dāng)C含量超過(guò)0.80％時(shí)，在鋼軌熱軋和焊接過(guò)程中，容易在晶界析出先共析網(wǎng)狀滲碳體，惡化鋼軌韌性和塑性，或者成為疲勞源，降低鋼軌的使用壽命。因此，將C含量控制在0.60～0.80％之間。

Si能抑制滲碳體的形成，促進(jìn)鐵素體的轉(zhuǎn)變，同時(shí)由于其固溶強(qiáng)化的作用，對(duì)提高鋼軌硬度有利。此外，Si的加入提高了鐵素體基體硬度及焊接接頭的硬度，當(dāng)Si太低時(shí)，作用不明顯；當(dāng)Si大于0.60％時(shí)，鋼軌可焊性降低。因此將Si含量限制在0.10～0.60％之間。

Mn在鋼軌中即是固溶強(qiáng)化元素，又是良好的脫氧劑和脫硫劑，其可消除或減弱鋼因硫引起的脆性，從而提高鋼軌的使用性能。但當(dāng)錳含量過(guò)高時(shí)，會(huì)明顯降低鋼軌產(chǎn)生馬氏體的臨界冷速，并且由于生產(chǎn)中不可避免的成分偏析和焊接過(guò)程中的成分聚集，易形成馬氏體或貝氏體等異常組織，從而增加鋼軌斷裂的危險(xiǎn)，不利于鋼軌的安全使用。因此將Mn含量控制在0.70～1.70％之間。