[發(fā)明專利]用于貝氏體鋼軌焊后接頭熱處理的施工方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910453516.4
• 申請日: 2019-05-28
• 公開（公告）號(hào): CN110157890A
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白威;李大東;鄧健;陸鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號(hào): C21D9/50
• 分類號(hào): C21D9/50;C21D1/28;C21D9/04
• 代理公司: 成都虹橋?qū)＠聞?wù)所(普通合伙) 51124
• 代理人: 林天福

本發(fā)明公開了一種施工方法，尤其是公開了一種用于貝氏體鋼軌焊后接頭熱處理的施工方法，屬于鋼軌軋制生產(chǎn)工藝技術(shù)領(lǐng)域。提供一種能將貝氏體鋼軌焊接接頭的踏面硬度控制在合理范圍內(nèi)的用于貝氏體鋼軌焊后接頭熱處理的施工方法。所述的施工方法以焊接獲得的溫度保持在1300?1500℃的貝氏體焊接鋼軌焊接接頭為基礎(chǔ)，通過一次正火加熱三次冷卻完成所述貝氏體鋼軌焊后接頭的熱處理工作，其中，所述的一次正火加熱放在第一次冷卻之后，第三次冷卻的起冷溫度為350?500℃。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種施工方法，尤其是涉及一種用于貝氏體鋼軌焊后接頭熱處理的施工方法，屬于鋼軌軋制生產(chǎn)工藝技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

貝氏體鋼軌為近幾十年世界各國的研究熱點(diǎn)，因其強(qiáng)韌性高、耐磨損及使用壽命長等特性而有望取代傳統(tǒng)珠光體鋼軌，廣泛應(yīng)用于鐵路道岔部件及重載線路的小半徑曲線段。現(xiàn)階段，鋼軌無縫化已成為必然趨勢。作為鋼軌無縫化環(huán)節(jié)中的一道重要工序，鋼軌焊接的質(zhì)量直接關(guān)系到鐵路線路服役壽命，甚至行車安全。鋼軌服役過程中，受焊接質(zhì)量及線路實(shí)際運(yùn)營條件復(fù)雜性的影響，使得焊接長軌條的斷裂大多發(fā)生在焊接接頭上，因而焊接接頭成為了無縫線路的薄弱環(huán)節(jié)。

受熔化過程及高溫影響，鋼軌焊接過熱區(qū)奧氏體晶粒粗大，導(dǎo)致該區(qū)域的硬度明顯低于母材。軟化后的鋼軌焊接接頭在服役過程中，易優(yōu)先在接頭軌頭踏面部位形成“馬鞍型”磨耗，增加了輪軌沖擊，影響鋼軌使用壽命，甚至危及行車安全。因此，國內(nèi)現(xiàn)行鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)TB/T1632.2-2014《鋼軌焊接第2部分：閃光焊接》及TB/T1632.4-2014《鋼軌焊接第4部分：氣壓焊接》規(guī)定，對于熱處理鋼軌，焊接區(qū)域的平均硬度不得低于鋼軌母材平均硬度的90％，且焊縫和熱影響區(qū)的微觀組織中不應(yīng)有馬氏體或貝氏體等有害組織。上述兩項(xiàng)鋼軌焊接標(biāo)準(zhǔn)所涉及的對象均為珠光體鋼軌，而目前國內(nèi)外尚無適用于貝氏體鋼軌的焊接標(biāo)準(zhǔn)。因而，完全遵照國內(nèi)現(xiàn)行鋼軌焊接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對貝氏體鋼軌焊接接頭的力學(xué)性能進(jìn)行評(píng)估是不合適的，并且過高的焊接接頭軌頭踏面縱向硬度(高于鋼軌母材平均硬度的90％)將導(dǎo)致接頭疲勞性能下降，發(fā)生早期斷裂。

貝氏體鋼軌的化學(xué)成分一般為：C含量0.20-0.30重量％，Si含量0.8-1.8重量％，Mn含量1.5-2.5重量％，Cr含量0.50-1.60重量％，Mo含量0.20-0.50重量％。采用熱處理工藝技術(shù)，基于細(xì)晶強(qiáng)化原理生產(chǎn)制造的貝氏體鋼軌受焊接熱循環(huán)作用后，焊縫區(qū)域的淬硬層消失并出現(xiàn)一較寬的低硬度區(qū)，導(dǎo)致焊縫及熱影響區(qū)的硬度遠(yuǎn)低于鋼軌母材，因而對貝氏體鋼軌焊接接頭進(jìn)行焊后熱處理就成了恢復(fù)鋼軌焊接區(qū)域硬度的最有效手段。

目前，國內(nèi)鋼軌焊接完成后一般遵照TB/T1632.2-2014《鋼軌焊接第2部分：閃光焊接》及TB/T1632.4-2014《鋼軌焊接第4部分：氣壓焊接》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行焊后正火熱處理，以中頻感應(yīng)電加熱或氧乙炔火焰加熱作為熱源將鋼軌焊接接頭加熱至奧氏體化溫度以上溫度后，采取空冷或風(fēng)冷工藝進(jìn)一步提升鋼軌焊接區(qū)域的踏面硬度。

申請?zhí)枮?01210394058.X，發(fā)明名稱“貝氏體鋼軌的熱處理方法”的現(xiàn)有專利技術(shù)，公開了一種貝氏體鋼軌的熱處理方法，該方法包括將終軋后的鋼軌自然冷卻，以使鋼軌軌頭表層溫度降至460-490℃；將鋼軌以2.0-4.0℃/s的冷卻速度強(qiáng)制冷卻，以使鋼軌軌頭表層溫度降至250-290℃；使鋼軌溫度自然回升直至鋼軌軌頭表層溫度達(dá)到300℃以上；將鋼軌置于爐膛溫度為300-350℃的加熱爐內(nèi)回火處理2-6h；將鋼軌空冷至室溫。該發(fā)明的目的是為了獲得綜合力學(xué)性能良好的貝氏體鋼軌，屬于鋼軌生產(chǎn)熱處理工藝，其關(guān)不適合于非貝氏體鋼軌焊接接頭的焊后熱處理工藝方法。

申請?zhí)枮?01810480790.6，發(fā)明名稱“熱處理型貝氏體鋼軌焊接接頭焊后熱處理方法”的現(xiàn)有專利技術(shù)，公開了一種貝氏體焊接接頭焊后熱處理方法，該方法具體為將焊接得到的待冷卻接頭踏面表面溫度冷卻到850～500℃的溫度區(qū)間后對接頭的軌頭部分進(jìn)行風(fēng)冷，當(dāng)踏面表面溫度冷卻至270～210℃后結(jié)束風(fēng)冷，讓接頭自然冷卻至室溫。該發(fā)明是在貝氏體鋼軌完成焊接后直接對接頭實(shí)施風(fēng)冷，鋼軌焊后無加熱過程，熱處理效果有待商榷。