CN115807195A - 一种热轧高强稀土钢轨及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热轧高强稀土钢轨,其质量百分的化学成分:C0.71~0.81%;Si0.50~0.80%;Mn0.80~1.1%;P≤0.025%;S≤0.025%;Cr0.25~0.35%;V0.04~0.08%;稀土加入为稀土铁合金合金,加入量为0.0001~0.0010%;其余为Fe,质量分数共计为100%。还公布了其制备工艺。本发明的钢轨加入稀土合金且的稀土合金在VD工序加入,可改善钢轨内部纯净度和钢轨强韧性,提高钢轨在线路服役的寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种热轧高强稀土钢轨及其制备工艺。
背景技术
随着我国经济发展,铁路运营量也逐年增加。这就要求钢轨具有优异的性能和长寿命的服役要求。作为铁路用主要材料,提升钢轨性能指标是研究者不断工作的内容和方向。一般钢轨材料碳含量在0.70%以上,通过高的碳含量来达到材料的强度和硬度,满足铁路用的耐磨性和服役性,并通过在线热处理工艺的发展,进一步通过工艺来提高材料的性能,增强钢轨的服役寿命,但热处理钢轨的生产成本高,相对采购价格高,因此很多线路铺设的钢轨为热轧钢轨。结合线路服役要求和使用寿命,硬度310HB以上高强热轧钢轨成为标准中最高等级热轧钢轨。为了保证强度和硬度,同时需要优化高强钢轨化学成分,加入可细化材料微观组织的金属,如V、Ni等金属。但加入的合金元素也增加钢轨的合金成本,因此,通过加入微量的低廉稀土元素,在合理控制生产过程中工艺基础上,利用稀土作用,提高钢轨的综合性能,对增强企业经济效益和提高技术研究能力具有重要意义。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明的目的是提供一种热轧高强稀土钢轨及其制备工艺。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
一种热轧高强稀土钢轨,其质量百分的化学成分:C 0.71~0.81%;Si 0.50~0.80%;Mn 0.80~1.1%;P≤0.025%;S≤0.025%;Cr 0.25~0.35%;V 0.04~0.08%;稀土加入为稀土铁合金合金,加入量为0.0001~0.0010%;其余为Fe,质量分数共计为100%。
进一步的,其质量百分的化学成分:C 0.79%;Si 0.67%;Mn 1.03%;P 0.012%;S 0.008%;Cr 0.26%;V 0.06%;稀土加入为稀土铁合金合金,加入量为0.0006%;其余为Fe,质量分数共计为100%。
进一步的,其质量百分的化学成分:C 0.80%;Si 0.65%;Mn 1.05%;P 0.014%;S 0.006%;Cr 0.26%;V 0.06%;稀土加入为稀土铁合金合金,加入量为0.0005%;其余为Fe,质量分数共计为100%。
进一步的,其质量百分的化学成分:C 0.78%;Si 0.68%;Mn 1.01%;P 0.013%;S 0.004%;Cr 0.27%;V 0.07%;稀土加入为稀土铁合金合金,加入量为0.0004%;其余为Fe,质量分数共计为100%。
一种热轧高强稀土钢轨的制备工艺,包括:
炼钢生产工艺为:铁水→转炉冶炼→LF精炼→VD真空脱气→连铸;转炉冶炼采用无铝脱氧合金化,全过程按精炼正常吹氩;真空度≤0.10KPa,深真空时间≥18min,过热度ΔT≤30℃。在VD工序开始抽真空前加入稀土合金;连铸坯锯切后缓冷48小时;
钢轨轧制工艺主要为:方坯→加热→BD1轧制→BD2轧制→CCS万能轧机连轧→预弯冷却→矫直;其方坯加热预热段温度不大于900℃;加热时长不小于3小时。出炉温度为不低于1150℃,开轧温度≥1100℃,终轧温度910~940℃。预弯冷却开始温度850℃~900℃。
与现有技术相比,本发明的有益技术效果:
本发明的钢轨加入稀土合金且的稀土合金在VD工序加入,可改善钢轨内部纯净度和钢轨强韧性,提高钢轨在线路服役的寿命。
具体实施方式
制备钢轨材料的化学成分各实例化学成分如表1所示。
表1各实例成分(质量百分数/%)
钢轨终轧和冷却工艺具体实例如表2所示。
表2钢轨材料冷却工艺实例
钢材试样性能:其中拉伸试样规格为,直径d0=10mm,标距Lo=5do。轨头顶面磨去0.5mm,测试点5个,进行布氏硬度测试,计算平均值,试验温度为20℃土5℃,以上试样性能取样方法和位置及尺寸按照TB/T2344-2012标准。实验结果如表3所示。
表3各实例力学性能
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (5)
1.一种热轧高强稀土钢轨,其特征在于,其质量百分的化学成分:C 0.71~0.81%;Si0.50~0.80%;Mn 0.80~1.1%;P≤0.025%;S≤0.025%;Cr 0.25~0.35%;V 0.04~0.08%;稀土加入为稀土铁合金合金,加入量为0.0001~0.0010%;其余为Fe,质量分数共计为100%。
2.根据权利要求1所述的热轧高强稀土钢轨,其特征在于,其质量百分的化学成分:C0.79%;Si 0.67%;Mn 1.03%;P 0.012%;S 0.008%;Cr 0.26%;V 0.06%;稀土加入为稀土铁合金合金,加入量为0.0006%;其余为Fe,质量分数共计为100%。
3.根据权利要求1所述的热轧高强稀土钢轨,其特征在于,其质量百分的化学成分:C0.80%;Si 0.65%;Mn 1.05%;P 0.014%;S 0.006%;Cr 0.26%;V 0.06%;稀土加入为稀土铁合金合金,加入量为0.0005%;其余为Fe,质量分数共计为100%。
4.根据权利要求1所述的热轧高强稀土钢轨,其特征在于,其质量百分的化学成分:C0.78%;Si 0.68%;Mn 1.01%;P 0.013%;S 0.004%;Cr 0.27%;V 0.07%;稀土加入为稀土铁合金合金,加入量为0.0004%;其余为Fe,质量分数共计为100%。
5.根据权利要求1所述的热轧高强稀土钢轨的制备工艺,其特征在于,炼钢生产工艺为:铁水→转炉冶炼→LF精炼→VD真空脱气→连铸;转炉冶炼采用无铝脱氧合金化,全过程按精炼正常吹氩;真空度≤0.10KPa,深真空时间≥18min,过热度ΔT≤30℃。在VD工序开始抽真空前加入稀土合金;连铸坯锯切后缓冷48小时;
钢轨轧制工艺主要为:方坯→加热→BD1轧制→BD2轧制→CCS万能轧机连轧→预弯冷却→矫直;其方坯加热预热段温度不大于900℃;加热时长不小于3小时。出炉温度为不低于1150℃,开轧温度≥1100℃,终轧温度910~940℃。预弯冷却开始温度850℃~900℃。
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