[發明專利]一種過共析鋼軌及其制備方法

有效

• 申請號: 201510487942.1
• 申請日: 2015-08-11
• 公開（公告）號: CN105018705B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 韓振宇;鄒明;郭華;王春建;汪淵;賈濟海;李大東;鄧勇;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: C21D9/04
• 分類號: C21D9/04;C22C38/42;C22C38/46;C22C38/48
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司11283
• 代理人: 劉兵,嚴政

技術領域

本發明涉及一種過共析鋼軌及其制備方法。

背景技術

鐵路運輸的快速發展，對鋼軌的服役性能提出了更高要求，特別是貨運鐵路和重載專線，隨著軸重、行車密度和通過總重的不斷提高，鋼軌的服役環境近乎苛刻；其中小半徑曲線路段更成為重災區，鋼軌磨耗嚴重，部分鋼軌甚至上道不足一年就需更換下道，嚴重制約鐵路的運輸效率，鐵路部門迫切需要更高性能的鋼軌產品。與此同時，在沿海地區及潮濕的隧道內，鋼軌還面臨腐蝕過快的問題。鋼軌軌底與墊片及道床的相互作用導致軌底形成點狀或塊狀腐蝕坑，在車輪反復應力作用下，將向軌腰及軌頭部位快速擴展，從而導致鋼軌斷裂失效，危及行車安全。因此，鐵路長壽化和低維護發展趨勢要求鋼軌需同時具有耐磨損、耐接觸疲勞、耐腐蝕、耐脆斷等多重性能。研究表明，提高鋼軌的耐腐蝕性能通常有以下三種方法：一是表層涂覆耐腐蝕液態材料，通過在鋼軌表層人為覆蓋一層與基體隔離的薄膜，避免鋼軌基體與空氣或其它介質接觸，提高鋼軌耐腐蝕性能；二是通過犧牲陽極提高鋼軌的耐腐蝕性能；三是通過向普通碳素軌中添加Cu、Cr、Ni等耐腐蝕元素，提高鋼軌基體的耐腐蝕性能。目前對第三種方式的研究更為迫切，CN101818312A公開了一種具有優良強韌性能抗疲勞性能和耐磨性能耐蝕重軌鋼，基本合金體系中合金元素的重量百分含量為：C：0.55％～0.72％、Si：0.35％～1.1％、Mn：0.7～1.40％、Cr：0.2％～0.65％、Cu：0.2％～0.65％，余量為Fe，在上述基本成分基礎上，同時添加一種或幾種微合金元素Nb、V、Ti、Ni、Mo，其中Nb：0.01％～0.055％、V：0.05％～0.10％、Ti：0.001％～0.05％；Ni：0.1％～0.3％、Mo：0.15％～0.3％。該專利申請針對的低碳或超低碳鋼的強韌性能抗疲勞性能和耐磨性能耐蝕的提高問題，例如抗拉強度在1100MPa左右，腐蝕率在2g/m²·h左右，其難以滿足大軸重、大運量重載鐵路運輸需求，且并不適用于鋼軌等高碳鋼的性能提升。

發明內容

本發明的目的在于提供適用于作為高碳鋼的鋼軌的元素組成且能夠獲得優良的耐腐蝕性能的過共析鋼軌及其制備方法。

為了實現上述目的，本發明提供一種過共析鋼軌的制備方法，該方法包括：

將保溫處理后的鋼坯進行軋制得到鋼軌，待軌頭表層溫度自然冷卻至750-850℃后，采用冷卻介質進行第一冷卻階段以將軌頭表層溫度降至350-550℃，然后采用空冷的方式進行第二冷卻階段以將軌頭表層溫度降至15-40℃，其中，

所述鋼坯的組成為：0.86-1.05重量％的C、0.3-1重量％的Si、0.5-1.3重量％的Mn、0.15-0.35重量％的Cr、0.3-0.5重量％的Cu、0.02-0.04重量％P、含量為0.02重量％以下的S和含量為Cu的1/2-2/3的Ni，并含有V、Nb和Re中的至少一種，余量為Fe和不可避免的雜質；其中，在滿足含有V、Nb和Re中的至少一種的情況下，V的含量為0％或者0.04-0.12重量％，Nb的含量為0％或者0.02-0.06重量％，Re的含量為0-0.05重量％。

本發明還提供了由上述方法制得的過共析鋼軌。

通過采用本發明的過共析鋼軌的制備方法，能夠將具有本發明的特定組成的高碳鋼坯制成具有優良耐腐蝕性且拉伸性能較好的過共析鋼軌，例如在0.05mol/L的NaHSO₃溶液中的腐蝕速率為1.48g/m²·h以下，在2重量％的NaCl溶液中的腐蝕速率為1g/m²·h以下，且抗拉強度能夠達到1350MPa以上，延伸率在9％以上，特別是可以得到顯微組織結構為珠光體+微量二次滲碳體的過共析鋼軌。

本發明的其它特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

具體實施方式

以下對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。

本發明提供一種過共析鋼軌的制備方法，該方法包括：

將保溫處理后的鋼坯進行軋制得到鋼軌，待軌頭表層溫度自然冷卻至750-850℃后，采用冷卻介質進行第一冷卻階段以將軌頭表層溫度降至350-550℃，然后采用空冷的方式進行第二冷卻階段以將軌頭表層溫度降至15-40℃，其中，