[發明專利]一種客貨混運用鋼軌及其生產方法和應用

有效

• 申請號: 201510439611.0
• 申請日: 2015-07-23
• 公開（公告）號: CN104988405B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發明（設計）人: 鄧勇;郭華;賈濟海;韓振宇;王春建;汪淵;袁俊
• 申請（專利權）人: 攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號: E01B5/02
• 分類號: E01B5/02
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司11283
• 代理人: 嚴政,李婉婉

技術領域

本發明涉及一種客貨混運用鋼軌及其生產方法和應用。

背景技術

在2013年年底，我國鐵路運營里程已經達到了9.8萬公里，而除了1萬多公里的高速客運鐵路、專用貨運通道外，約8萬公里里程的客貨混運鐵路在我國的客運運輸和貨運運輸中發揮了巨大作用。

客貨混運鐵路的一個重要的特點是同時開通客運列車和貨運列車。客運列車通常速度快、軸重輕，通常對鋼軌的磨損較少，接觸疲勞性能要求較高；而貨運列車通常速度慢，軸重大，鋼軌傷損主要以磨耗為主。因此，在客貨混運線路的早期使用過程中，列車通過車輛數較多，但是實際通過的運量相對較低，在鋼軌的軌距角處易出現接觸疲勞傷損。

在近些年，國內的鋼軌研究工作者針對客貨混運鐵路的獨特性，從鋼軌品種方面來提高鋼軌的抗接觸疲勞性能和抗磨耗性能。例如鄧建輝、梅東生、徐權等公開專利CN?101148736A“鋼軌及其生產方法”發明了冶金領域中一種抗接觸疲勞傷損性能好的鋼軌及該鋼軌的生產方法，其鋼軌的化學成分為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Rm≥1080MPa，斷裂韌性KIC≥45MPa·m^1/2。該鋼軌在實際使用時表現出良好的抗接觸疲勞性能和綜合使用效果。該發明鋼軌的生產方法，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。通過同時對鋼軌的軌頭、軌腰、軌底進行淬火冷卻，使鋼軌達到抗拉強度Rm≥1080MPa，斷裂韌性KIC≥45MPa·m^1/2。該專利通過對鋼軌進行強制冷卻，提高鋼軌的強度和韌性，從而提高鋼軌的耐磨耗性能和耐接觸疲勞性能。

在客貨混運線路的鋼軌的早期使用階段，由于其軌距角強度和硬度較高，耐磨耗性能好，反而容易出現接觸疲勞傷損，然而現有技術均沒有對鋼軌早期的耐接觸疲勞性能給予特別關注。

發明內容

本發明的目的是克服現有的客貨混運鐵路在使用早期容易出現接觸疲勞勞損的現狀，提供一種客貨混運用鋼軌及其生產方法，該客貨混運用鋼軌具有高強度、高耐磨性和高抗接觸疲勞性能，尤其在使用前期具有優異的耐磨性能和抗接觸疲勞性能。

本發明提供了一種客貨混運用鋼軌，該客貨混運用鋼軌的軌距角由球狀珠光體組織構成，所述軌距角的厚度為3-5mm，硬度為311-350HB，延伸率為12.5-16％。

本發明還提供了生產本發明的客貨混運用鋼軌的方法，該方法包括：將終軋后的鋼軌進行快速冷卻，然后對軌距角部位進行快速加熱和保溫；快速冷卻的條件包括：開冷溫度為800-880℃，冷卻速度為2-6℃/s，終冷溫度為430-470℃；快速加熱和保溫的條件包括：以3.0-4.0℃/s的升溫速度將軌距角溫度升高至700-800℃并保溫2-4min。

本發明另外提供了本發明生產客貨混運用鋼軌的方法生產得到的客貨混運用鋼軌。

本發明的發明人發現球狀珠光體組織由于其較好的塑形性能和稍低的耐磨耗性能非常適合用作軌距角的金相組織，這樣的軌距角由于具有更好的塑形性能，能被快速磨掉，形成良好的輪軌接觸關系，使鋼軌在使用前期具有良好的耐磨耗性能和抗接觸疲勞性能。本發明的發明人進一步研究發現，為了得到球狀珠光體組織的軌距角，可以在鋼軌的生產后期進行特殊的熱處理，例如先快速冷卻，然后對軌距角部位進行快速加熱和保溫，能夠使軌距角處生成球狀珠光體組織。本發明的方法得到的鋼軌兼具優異的強度、耐磨性和抗接觸疲勞性能。

本發明的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中：

圖1是本發明提供的客貨混運用鋼軌的軌距角的區域示意圖。

圖2是根據本發明實施例1的客貨混運用鋼軌的軌距角的球狀珠光體組織的掃描電鏡圖。

圖3是本發明提供的客貨混運用鋼軌的軌頭基體的硬度測試的測試點示意圖。

圖4是本發明提供的客貨混運用鋼軌的軌距角的硬度測試的測試點示意圖。

圖5是本發明提供的客貨混運用鋼軌的快速加熱過程的加熱區域示意圖。

附圖標記說明

1?軌距角的區域????????A1?軌頭基體硬度的測試位置

B1?軌距角硬度的測試位置??C1?軌距角硬度的測試位置

具體實施方式