[發(fā)明專利]一種提高F型軌全斷面殘余應(yīng)力均勻性的生產(chǎn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010418739.X
• 申請(qǐng)日: 2020-05-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111635987B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 費(fèi)俊杰;朱敏;周劍華;葉佳林;王俊;鄭建國(guó);王瑞敏;趙國(guó)知
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢鋼鐵有限公司
• 主分類號(hào): C21D9/04
• 分類號(hào): C21D9/04;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/26;B21B37/74
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鐘鋒

本發(fā)明公開(kāi)了一種提高F型軌全斷面殘余應(yīng)力均勻性的生產(chǎn)方法，包括：將F型軌按斷面不同位置分為三個(gè)冷卻區(qū)域，對(duì)軋制后的F型軌三個(gè)冷卻區(qū)域采用不同的冷卻速率進(jìn)行冷卻。其中，開(kāi)始冷卻溫度控制為520～600℃，第一冷卻區(qū)域的冷卻速率為0.2～0.7℃/s；第二冷卻區(qū)域的冷卻速率為0.8～1.3℃/s；第三冷卻區(qū)域的冷卻速率為1.4～2.0℃/s，待第一冷卻區(qū)域的表面溫度降低至60～100℃時(shí)，停止加速冷卻，進(jìn)行矯直及精整。本發(fā)明提供的方法通過(guò)合理控制軋后F型軌斷面各位置的冷卻強(qiáng)度，減小F型軌全斷面的溫度差，全斷面殘余應(yīng)力波動(dòng)絕對(duì)值控制在100MPa以內(nèi)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋼軌生產(chǎn)過(guò)程中的處理方法，具體涉及一種提高F型軌全斷面殘余應(yīng)力均勻性的生產(chǎn)方法，屬于金屬材料生產(chǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域。

背景技術(shù)

中低速磁懸浮列車是目前城市軌道交通發(fā)展的重要方向，具有速度快、安全節(jié)能、綠色環(huán)保等諸多特點(diǎn)，我國(guó)已經(jīng)建成運(yùn)營(yíng)2條中低速磁浮線路，隨著我國(guó)城市交通的高速發(fā)展，磁浮鐵路發(fā)展呈現(xiàn)突飛猛進(jìn)的勢(shì)頭。

F型軌用于制造磁浮鐵路的軌道和磁極，支撐和引導(dǎo)列車運(yùn)行，其產(chǎn)品性能對(duì)列車運(yùn)行平穩(wěn)性和安全性有重要影響。F型軌形狀復(fù)雜、尺寸精度要求高，制造難度大，目前主要是通過(guò)型鋼軋機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)，軋后自然冷卻，再進(jìn)行精整和發(fā)貨。由于F型軌斷面金屬量分布極不均勻，而且生產(chǎn)時(shí)，F(xiàn)型軌的兩腿與輥道接觸，這導(dǎo)致在自然冷卻過(guò)程中，F(xiàn)型軌斷面不同位置的溫降速度和溫度分布相差很大，使得F型軌斷面的殘余應(yīng)力分布很不均勻，在后期使用過(guò)程中，殘余應(yīng)力過(guò)大會(huì)導(dǎo)致F型軌變形甚至斷裂，需要提前更換和維護(hù)，大幅提高磁浮軌道維護(hù)成本，也對(duì)車輛安全帶來(lái)較大隱患。

在軌道用鋼的殘余應(yīng)力控制方法中，公開(kāi)號(hào)為CN102284503A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N百米熱軋重軌殘余應(yīng)力控制方法，采用萬(wàn)能軋制、軋后冷卻，復(fù)合矯直方法，對(duì)軋后冷卻過(guò)程中的百米重軌采用大弧度預(yù)彎，使重軌冷卻至室溫時(shí)的弦高控制在30～40mm范圍內(nèi)，結(jié)合矯前彎曲度的控制，有效地控制了百米重軌矯直后的軌底殘余應(yīng)力，殘余應(yīng)力值全部≤250MPa。但是該專利是對(duì)熱軋重軌進(jìn)行的殘余應(yīng)力優(yōu)化，無(wú)法應(yīng)用到F型軌中。

公開(kāi)號(hào)為CN 106086370 A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N降低重軌殘余應(yīng)力的方法，對(duì)軋后重軌的踏面、軌頭和軌底部位依次進(jìn)行加速冷卻、緩慢冷卻和空冷，能夠在保證重軌的拉伸性能的前提下有效降低重軌的殘余應(yīng)力。但是該專利的原理是使軌頭金相組織發(fā)生一定程度的變化，從而降低重軌的殘余應(yīng)力，而且該專利只是針對(duì)軌底殘余應(yīng)力進(jìn)行了優(yōu)化，對(duì)全斷面應(yīng)力均勻性沒(méi)有控制。

針對(duì)目前F型軌存在的全斷面殘余應(yīng)力分布均勻性差、殘余應(yīng)力過(guò)大的問(wèn)題，以及隨之帶來(lái)的行車安全隱患，亟需一種能有效提高F型軌全斷面殘余應(yīng)力均勻性的生產(chǎn)方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服目前F型軌存在的全斷面殘余應(yīng)力分布均勻性差、殘余應(yīng)力過(guò)大的問(wèn)題，提供一種能有效提高F型軌全斷面殘余應(yīng)力均勻性的生產(chǎn)方法，該方法通過(guò)合理控制軋后F型軌斷面各位置的冷卻強(qiáng)度和溫度差，使得F型軌全斷面殘余應(yīng)力分布更加均勻，提高使用性能。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種提高F型軌全斷面殘余應(yīng)力均勻性的生產(chǎn)方法，包括：

將F型軌按斷面不同位置分為三個(gè)冷卻區(qū)域，F(xiàn)型軌上表面以及后腿外側(cè)表面為第一冷卻區(qū)域，F(xiàn)型軌下表面尖端至前腿部位為第二冷卻區(qū)域，F(xiàn)型軌下表面的前腿至后腿的部位為第三冷卻區(qū)域；對(duì)軋制后的F型軌三個(gè)冷卻區(qū)域采用不同的冷卻速率進(jìn)行冷卻。其中，開(kāi)始冷卻溫度控制為520～600℃，第一冷卻區(qū)域的冷卻速率為0.2～0.7℃/s；第二冷卻區(qū)域的冷卻速率為0.8～1.3℃/s；第三冷卻區(qū)域的冷卻速率為1.4～2.0℃/s，待第一冷卻區(qū)域的表面溫度降低至60～100℃時(shí)，停止加速冷卻，進(jìn)行矯直及精整。

更進(jìn)一步的方案是：