[发明专利]一种易焊接U71Mn高速钢轨的轧制方法

说明书

本发明公开一种易焊接U71Mn高速钢轨的轧制方法，属于冶金材料技术领域。本发明提供的易焊接U71Mn高速钢轨的轧制方法通过在轧制工艺中采用较大的冷床步距，能够保证获得的高速钢轨具有良好的焊接性能，高速钢轨焊接落锤合格率明显提高，断口平均灰斑面积显著降低。

技术领域

本发明属于冶金材料技术领域，具体涉及一种易焊接U71Mn高速钢轨的轧制方法。

背景技术

钢轨焊接是无缝线路的基础，焊接接头是产生应力的集中区，也是钢轨焊接中的最薄弱部位，焊接质量是保证无缝线路正常运用的关键。国内外普遍采用的钢轨焊接方法有闪光焊、气压焊、铝热焊和电弧焊，据统计闪光焊接头约占我国无缝线路接头总数的90％。我国铁路钢轨的厂焊均采用闪光焊，并要求进行焊后热处理。钢轨焊接接头是线路中的薄弱环节，因此提高钢轨性能的关键之一便是提高焊接接头的性能，保证钢轨焊接的质量，对于铁路的安全运营有重要意义。焊接性较差的钢轨使列车运行速度、运行平稳性及运行安全性降低，损害了列车的运行质量。

目前我国高速铁路钢轨主要以U71MnG、U75VG为主，U71MnG具有高强韧性和抗疲劳性等优点，被广泛应用于我国高速铁路中，但是随着用量的增加，逐渐也发现很多问题：U71Mn可焊性差，不容易焊接，例如：U71Mn钢轨中由于Mn元素较高，母材中存在MnS夹杂物较多，钢轨在承受载荷时夹杂物周围会产生应力集中，当超过临近应力峰值就会产生裂纹；U71Mn钢轨相对于U75V焊接接头出现灰斑、落锤实验不合格频次较多，降低了焊接接头力学性能；当灰斑出现在轨底角边缘时，焊缝强度和韧性会大幅降低，钢轨在交变应力作用下易发生疲劳断裂；因此，严重影响到U71Mn高速轨的焊接质量，并且易产生偏析。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种易焊接U71Mn高速钢轨的轧制方法，其通过在轧制工艺中采用较大的冷床步距，能够保证获得的易焊接高速钢轨具有良好的焊接性能。

在本发明的一个方面提供一种易焊接U71Mn高速钢轨的轧制方法，其包括以下工艺：连铸坯加热—万能轧机轧制—冷床冷却预弯—矫直；其中：

所述连铸坯加热工艺中，加热时间总计≥3小时，均热温度为1120～1280℃，加热II段温度为1220～1290℃，加热I段温度为≤1200℃，预热段温度为≤800℃；

所述万能轧机轧制工艺中，开轧温度控制在1020℃～1120℃，终轧温度≤915℃；

所述冷床冷却预弯工艺中，冷床步距从350mm增加到500mm；

所述矫直工艺中，矫直温度不得超过60℃；

所述连铸坯按照质量百分比包括以下化学成分：C 0.65～0.73；Si 0.35～0.55；Mn 0.80～0.90；P≤0.020；S≤0.006，其余为Fe和不可避免的杂质。

上述轧制方法中，所述连铸坯按照质量百分比包括以下化学成分：C 0.67～0.70；Si 0.37～0.45；Mn 0.85～0.88；P≤0.014；S≤0.005，其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明另一方面提供一种易焊接U71Mn高速钢轨，其由上述的轧制方法轧制获得。

上述易焊接U71Mn高速钢轨的焊接落锤合格率达到97％以上、钢轨断口灰斑面积为4.16/mm²以下。

基于以上技术方案提供的易焊接U71Mn高速钢轨的轧制方法通过在轧制工艺中采用较大的冷床步距，能够保证获得的高速钢轨在具有良好的强度、硬度等力学性能等的同时具有良好的焊接性能，使得高速钢轨的焊接落锤合格率从92％提高到97％以上，且钢轨断口灰斑面积较小，断口平均灰斑面积从13.35/mm²降低到4.16/mm²以下，整体提升了高速钢轨(例如U71Mn)的焊接性能，适合于大规模生产，具有良好的推广价值。

附图说明