[發明專利]一種耐隧道環境腐蝕鋼軌

在審

• 申請號: 201911125829.3
• 申請日: 2019-11-18
• 公開（公告）號: CN111020378A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 鄭瑞;邊影;高明星;趙桂英;董捷;蘇航;王嘉偉;薛虎東;王慧軍;何旭
• 申請（專利權）人: 包頭鋼鐵（集團）有限責任公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/42;C22C38/44;C22C33/04;E01B5/02;B21B1/085
• 代理公司: 北京律遠專利代理事務所(普通合伙) 11574
• 代理人: 孫曉楠

本發明公開了一種耐隧道環境腐蝕鋼軌，包括如下質量百分比的化學成分：C：0.62％?0.74％、Si：0.35％?0.65％、Mn：0.80％?1.00％、Cu：0.38％?0.48％、Cr：0.20％?0.45％、Ni：0.15?0.25％、Mo≤0.20％、P：≤0.035％、S：≤0.025％和Al：≤0.005％，其余為鐵及不可避免的雜質。還公布了其制造方法。本發明生產出來的鋼軌具有良好的強度和耐隧道腐蝕性能。

技術領域

本發明涉及冶金及金屬材料領域，尤其涉及一種耐隧道環境腐蝕鋼軌及其制造方法。

背景技術

據美國宇航局2010年9月21日發布的全球空氣質量地圖顯示，我國空氣中各種懸浮顆粒的總量是國外大部分國家和地區的十多倍，鋼軌的大氣腐蝕程度也相應加重，這與我國鋼軌使用壽命只有國外同類產品的十分之一的現象相吻合。另外，隨著我國汽車使用數量的與日俱增，大氣污染有更加惡化的趨勢。可以推斷，今后我國鋼軌的腐蝕現象將變得越來越嚴重。大氣腐蝕已經成為影響鋼軌服役壽命的重要因素。

鐵路鋼軌的腐蝕主要發生在海濱、鹽湖地區及潮濕的隧道內。我國鐵路系統長距離隧道內鋼軌嚴重腐蝕，每年更換費接近百萬元，由于腐蝕引起的斷裂、掉塊、起皮等造成的損失更是無法估計；在隧道氣候條件下，鋼軌及扣件銹蝕嚴重，列車速度的提高和列車密度的增加又減少了鋼軌的干燥時間，因此鋼軌和扣件的銹蝕成為較嚴重的病害。在地鐵直流牽引供電系統中，電流經鋼軌流回牽引變電所負極。由于鋼軌對地并不能做到完全絕緣，會使得一小部分電流由鋼軌流向大地，并在大地通過某條路徑流回牽引變電所負極，這些電流被稱為雜散電流。雜散電流會對隧道結構鋼筋、埋地金屬管線以及鋼軌產生腐蝕危害，嚴重時甚至會威脅到人身安全。

目前在提高鋼軌的強度及耐蝕性上，還沒有相對較成熟的、完全可以工業化的材料品種和應用技術。

發明內容

本發明的目的是提供一種耐隧道環境腐蝕鋼軌及其制造方法，生產出來的鋼軌具有良好的強度和耐隧道腐蝕性能。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種耐隧道環境腐蝕鋼軌，包括如下質量百分比的化學成分：C：0.62％-0.74％、Si：0.35％-0.65％、Mn：0.80％-1.00％、Cu：0.38％-0.48％、Cr：0.20％-0.45％、Ni：0.15-0.25％、Mo≤0.20％、P：≤0.035％、S：≤0.025％和Al：≤0.005％，其余為鐵及不可避免的雜質。

進一步的，包括如下質量百分比的化學成分：C：0.74％、Si：0.64％、Mn：0.96％、Cu：0.34％、Cr：0.34％、Ni：0.20％、Mo：0.12％、P：0.016％，其余為鐵及不可避免的雜質。

進一步的，包括如下質量百分比的化學成分：C：0.66％、Si：0.54％、Mn：0.96％、Cu：0.40％、Cr：0.34％、Ni：0.20％、Mo：0.06％、P：0.016％，其余為鐵及不可避免的雜質。

進一步的，包括如下質量百分比的化學成分：C：0.72％、Si：0.46％、Mn：0.84％、Cu：0.40％、Cr：0.24％、Ni：0.20％、P：0.016％，其余為鐵及不可避免的雜質。

一種耐隧道環境腐蝕鋼軌的制造方法，包括：

1)轉爐生產

為保證產品質量及對成品成分的精確控制，供轉爐鐵水要求：按質量百分數磷含量小于等于0.13％，硫含量小于等于0.05％；在轉爐冶煉過程中加入白灰、白云石、螢石等造渣輔料，出鋼過程中根據成品成分要求加入硅鐵、硅錳和鋁硅錳進行脫氧合金化；

轉爐終點鋼水的碳含量、磷含量(及出鋼溫度如下：