[發明專利]高韌性深硬化層道岔鋼軌及其制備方法

在審

• 申請號: 202011164336.3
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112342467A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 袁俊;鄒明;鄧勇;陳崇木
• 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;C22C38/26;B21B1/085;C21D9/04;C22C33/04
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 張小麗

本發明屬于道岔鋼軌的生產技術領域，具體涉及高韌性深硬化層道岔鋼軌及其制備方法。本發明所要解決的技術問題是提供高韌性深硬化層道岔鋼軌及其制備方法。該鋼軌的化學成分為：C0.70～0.82％，Si0.1～0.6％，Mn0.6～1.3％，P≤0.020％，S≤0.020％，Cr≤0.20％，Nb0.007～0.013％，N0.002～0.003％，余量為Fe及不可避免的雜質。方法是將入爐鐵水依次進行轉爐冶煉→小平臺→LF精煉→RH真空處理→澆鑄得鋼坯→緩冷坑緩冷→奧氏體均勻化→軋制得鋼軌→熱處理；所述轉爐冶煉過程中添加0.007～0.013％的Nb。本發明鋼軌韌性更高，深硬化層更深。

技術領域

本發明屬于道岔鋼軌的生產技術領域，具體涉及高韌性深硬化層道岔鋼軌及其制備方法。

背景技術

道岔作為鐵路軌道連接和列車導向的關鍵部件和核心樞紐，在以高速和重載為主要特征的新的鐵路運輸環境下，必須進行全面更新和升級換代，開發出用于制造道岔的關鍵基礎材料的道岔鋼軌成為其中的首要任務之一。

對于高速鐵路用道岔來說，其質量優劣直接影響列車運行速度和安全性。針對道岔軌在制作道岔存在“尖軌和心軌轉換不足、位移大、轉換阻力大”等突出問題，滿足我國高速鐵路發展對高速道岔鋼軌的迫切需求，亟需全力開展道岔鋼軌的研制工作。

對于重載鐵路用道岔來說，由于重載鐵路大軸重、高密度和大運量的運輸工況構成了道岔極其嚴酷的運行條件，其磨耗和傷損速度和程度遠高于普通線路同型號道岔，導致道岔的頻繁更換。道岔的頻繁更換不僅顯著增加鐵路部門的養護量及維護成本，同時還為行車安全帶來隱患。道岔的服役性能除制造工藝外，主要取決于道岔鋼軌的性能。目前，國內外重載道岔主要采用熱軋空冷態供貨，由道岔廠完成切銑加工及熱處理。

采用二次加熱離線熱處理工藝，軌頭部位硬化層深度較淺且隨著深度增加，硬度加速遞減，在服役時易產生過快磨耗及接觸疲勞傷損；同時，道岔軌熱處理過程中將發生彎曲，全長平直度難以保證；而且還顯著增加了能源消耗，降低了道岔制造效率并帶來環境污染。因此，研制強韌性更高、服役壽命更長、節能環保的高性能道岔軌迫在眉睫。

道岔鋼軌，特別是尖軌，通常在轉換軌端部加工為極薄的尖軌。為保證道岔鋼軌的安全性和耐用性，道岔鋼軌通常需要較高的韌性，以抵抗列車的沖擊載荷。

同時，道岔鋼軌還需要有較高的深硬化層硬度，滿足耐磨和耐接觸疲勞傷損。

因此，現有軋制的普通碳素道岔鋼軌難以滿足國內外重載線路的發展需求，亟需一種高韌性深硬化層道岔鋼軌的生產方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種高韌性深硬化層道岔鋼軌及其制備方法。

本發明為解決上述技術問題采用的技術方案是提供了高韌性深硬化層道岔鋼軌。該鋼軌的化學成分按重量百分比計為：C0.70～0.82％，Si0.1～0.6％，Mn0.6～1.3％，P≤0.020％，S≤0.020％，Cr≤0.20％，Nb0.007～0.013％，N0.002～0.003％，余量為Fe及不可避免的雜質。

本發明還提供了上述高韌性深硬化層道岔鋼軌的制備方法，該方法包括如下步驟：入爐鐵水依次進行轉爐冶煉→小平臺→LF精煉→RH真空處理→澆鑄得鋼坯→緩冷坑緩冷→奧氏體均勻化→軋制得鋼軌→熱處理；所述轉爐冶煉過程中添加0.007～0.013％的Nb。

進一步地，所述奧氏體均勻化的溫度為1000℃～1300℃，時間為200～500min。

進一步地，所述入爐鐵水中S的質量含量為0.008～0.015％。

進一步地，所述軋制經13道次，第1～7道次的壓縮比為1:6；第8～10道次的壓縮比為1:3；第11～13道次的壓縮比為1:4。