[發明專利]高韌高寒鐵路鋼軌及其生產方法

在審

• 申請號: 202011119630.2
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112239831A
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 袁俊;鄒明;鄧勇;楊大巍
• 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: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/18;C22C38/12;C21D9/04;C21D8/00;E01B5/02
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 伍云萍

本發明屬于耐疲勞鋼軌技術領域，具體涉及一種高韌高寒鐵路鋼軌及其生產方法。針對類似高原等惡劣的地理環境鋼軌的需求，本發明提供了一種韌性更高、同時抗接觸疲勞傷損能力更強的高韌高寒鐵路鋼軌，化學成分包括：按重量百分比計，C：0.40～0.65％，Si：0.10～0.60，Mn：0.5～1.10％，Cr：0.1～0.3％，P≤0.020％，S≤0.020％，V：0.004～0.006％，余量為鐵和不可避免的雜質。本發明還提供了一種上述鋼軌的生產方法，LF加熱過程中使用發泡劑，全程保護澆注，本發明的鋼軌滾動接觸疲勞性能和耐磨損性能良好，提高了高寒高海拔區域低溫環境下，鋼軌需要承受的沖擊載荷和抵抗低溫沖擊裂紋擴展的能力，特別適宜鋪設在川藏線凍融循環線。

技術領域

本發明屬于耐疲勞鋼軌技術領域，具體涉及一種高韌高寒鐵路鋼軌及其生產方法。

背景技術

目前，鐵路用鋼軌主要是碳含量為0.7～1.1％高碳鋼軌，其主要要求的性能有強度≥880MPa的高強鋼軌以及耐磨性能優良等。但現有的鐵路用鋼軌主要針對的是平原地區，針對高原地區，如川藏鐵路線，由于因其長上坡和長下坡的地形條件、全年溫差和晝夜溫度大等特殊的自然條件，對鋼軌耐疲勞性能提出更高要求。長上坡大牽引力狀態下的高耐疲勞性能和長下坡大制動條件的高耐疲勞性能，最大坡度達到3％。列車在長期的牽引力和制動力條件下，鋼軌表層會形成局部升溫，鋼軌表層金相組織能否具備足夠的穩定性和具有足夠的耐疲勞性能，以及在此條件下曲線鋼軌能否具有足夠的耐疲勞性能。川藏線全年60℃溫差、晝夜35℃溫差的氣候條件，使鋼軌需在拉、壓循環應力條件下具有更高的耐疲勞性能。部分單線雙向行車條件也對鋼軌提出了更高的耐疲勞性能要求。目前，針對川藏線等地理環境惡劣、復雜的線路對鋼軌提出的更高的性能要求，還沒有一種鋼軌能夠完全滿足。本發明擬提供一種針對高原惡劣環境的凍融循環線路耐疲勞性能鋼軌及其生產方法，以彌補市場空缺。

發明內容

本發明要解決的技術問題為：針對類似高原等惡劣的地理環境鋼軌的需求，提供一種韌性更高、同時抗接觸疲勞傷損能力更強的高韌高寒鐵路鋼軌。

本發明解決上述技術問題的技術方案為：提供一種高韌高寒鐵路鋼軌，所述鋼軌的化學成分包括：按重量百分比計，C：0.40～0.65％，Si：0.10～0.60，Mn：0.5～1.10％，Cr：0.1～0.3％，P≤0.020％，S≤0.020％，V：0.004～0.006％，余量為鐵和不可避免的雜質。

其中，上述高韌高寒鐵路鋼軌中，所述鋼軌中P≤0.010％，S≤0.010％，[H]≤0.8ppm，[O]≤15ppm，[N]≤40ppm。

其中，上述高韌高寒鐵路鋼軌中，所述鋼軌中H/S400。

H代表鋼中的氫含量，本發明限定了H(ppm)/S(wt％)400，保證鋼中不會出現過多的氫含量，避免氫致裂紋降低鋼軌韌性，發生脆斷風險。即使鋼中氫含量偏高，只要鋼中的硫含量也高，硫會形成硫化物起到氫陷阱的作用，降低氫致裂紋敏感性。

本發明還提供了一種上述高韌高寒鐵路鋼軌的生產方法，包括以下步驟：鐵水預處理～轉爐冶煉～LF+RH精煉～連鑄～鋼坯加熱～鋼軌軋制～熱處理～矯直～探傷～加工。

其中，上述高韌高寒鐵路鋼軌的生產方法中，所述的轉爐冶煉采用低S鐵水入爐，S含量為0.006～0.012％，全程保護下澆注。

其中，上述高韌高寒鐵路鋼軌的生產方法中，所述的LF+RH精煉階段LF加熱過程中使用發泡劑，全程保護下澆注。

其中，上述高韌高寒鐵路鋼軌的生產方法中，所述的鋼坯加熱的均熱溫度為1000～1230℃，均熱保溫時間為120～240min。

其中，上述高韌高寒鐵路鋼軌的生產方法中，所述的鋼坯加熱后，待奧氏體均勻后，利用18MPa～23MPa的高壓水槍進行全斷面高效除磷。