[发明专利]一种低屈强比高强贝氏体钢轨及其生产方法

说明书

本发明公开了一种低屈强比高强贝氏体钢轨及其生产方法，该方法包括：采用含有0.1‑0.15重量％的碳的钢冶炼工艺冶炼钢坯；采用1250‑1300℃高温加热，且加热时间控制在200‑500min对钢坯进行加热；钢坯在轧制过程中，采用大压下轧制技术，压下量控制在120‑150mm，终冷温度介于950‑1050℃，得到钢轨；钢轨从终轧机组到热处理机组，停留150‑300s弛豫时间；在热处理机组内，热处理开冷温度范围为740‑820℃，冷却速率为5‑15℃/s，终冷温度为200‑250℃。本发明采用低屈强比高强贝氏体钢轨生产方法能够得到具有耐磨损性能、又具有耐疲劳性能的低屈强比高强贝氏体钢轨。

技术领域

本发明涉及冶金环保领域，特别涉及一种低屈强比高强贝氏体钢轨及其生产方法。

背景技术

钢轨作为铁路的关键部件，其性能的高低直接关乎铁路的运输效率和行车安全。目前，我国铁路主要采用珠光体钢轨。多年应用表明，珠光体高强度钢轨具有优良的耐磨损性能，大幅度提升了钢轨的使用寿命。然而，在一些服役条件苛刻路段，也反映出珠光体钢轨韧性匹配不够，抗接触疲劳性能不佳的问题，需要耐磨损性能与抗疲劳性能兼优的钢轨。由此，贝氏体钢轨开发再次得到重视。

贝氏体钢轨均采用低碳(如碳含量为0.15％-0.25％)，辅以适量的Si、Mn、Cr、Ni、Mo等元素，在空冷条件下获得无碳化物贝氏体或B/M复相组织。同时，通过中温回火，使钢轨获得良好的强韧性匹配。研究表明，采用在线热处理技术生产贝氏体可获得以下优势：首先，依托在线热处理强烈的细晶强化效应生产的贝氏体钢轨组织更加均匀细化并可有效抑制残余奥氏体形成。其次，通过在线热处理温度的精确控制，可以最大限度降低马氏体比例，强硬度与韧塑性指标可同时大幅提升，确保贝氏体钢轨在充分发挥优良疲劳性能的同时，耐磨损性能达到现有珠光体热处理钢轨水平。再次，在线热处理可替代部分贵重合金元素的作用，进一步降低生产成本，为大规模推广应用奠定基础。但贝氏体钢轨通过热处理后，强度可达到1400MPa以上，冲击韧性可达到150J以上，但屈强比也达到了0.90以上。

但是，对于铁路用钢轨而言，结合服役特性，也提出了低屈强比的要求，低的屈强比可使钢轨具有良好的冷变形能力和较高的塑性变形能力，吸收较多的钢轨变形能量，即使局部超载失稳也不至于发生忽然断裂，从而提高了钢轨的承载能力。

由此可见，如何生产具有耐磨损性能、又具有耐疲劳性能的低屈强比高强贝氏体钢轨成为亟待解决的问题。

发明内容

为了解决现有的技术问题，本发明提出了一种具有耐磨损性能、又具有耐疲劳性能的低屈强比高强贝氏体钢轨生产方法。

本发明的低屈强比高强贝氏体钢轨生产方法通过以下技术方案实现：

根据本发明，提供一种低屈强比高强贝氏体钢轨生产方法，该方法包括：

采用含有0.1-0.15重量％的碳的钢冶炼工艺冶炼钢坯；

采用1250-1300℃高温加热，且加热时间控制在200-500min对所述钢坯进行加热；

所述钢坯在轧制过程中，采用大压下轧制技术，压下量控制在120-150mm，终冷温度介于950-1050℃，得到钢轨；

所述钢轨从终轧机组到热处理机组，停留150-300s弛豫时间；

在所述热处理机组内，热处理开冷温度范围为740-820℃，冷却速率为5-15℃/s，终冷温度为200-250℃。

根据本发明的一个实施例，还包括：

所述钢轨冷却、矫直加工后，采用300-450℃温度回火，回火时间为5-12h。

根据本发明的一个实施例，采用含有0.1-0.15重量％的碳的钢冶炼工艺冶炼钢坯，包括：