JPH0718326A - オンライン熱処理による高強度高靭性レールの製造方法 - Google Patents
オンライン熱処理による高強度高靭性レールの製造方法Info
- Publication number
- JPH0718326A JPH0718326A JP16258993A JP16258993A JPH0718326A JP H0718326 A JPH0718326 A JP H0718326A JP 16258993 A JP16258993 A JP 16258993A JP 16258993 A JP16258993 A JP 16258993A JP H0718326 A JPH0718326 A JP H0718326A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toughness
- strength
- steel
- rail
- less
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】重量%で、C:0.60〜0.85%、Si:
0.1〜0.8%、Mn:0.5〜1.5%、P:0.
035%以下、S:0.035%以下、Cr:0.2〜
0.8%、Nb:0.01〜0.05%、Ni:0.1
〜0.4%を含有し、残部がFe及び不可避的不純物か
らなる鋼素材を、圧延仕上温度が800〜1000℃と
なるように熱間圧延し、次いで、パーライト変態開始以
前の温度から400℃以下までを1〜3℃/secの冷
却速度で加速冷却し、高強度高靭性レールを得る。 【効果】所望の強度を確保しつつ優れた靭性を有する高
性能レールをオンライン熱処理で製造する方法が提供さ
れる。
0.1〜0.8%、Mn:0.5〜1.5%、P:0.
035%以下、S:0.035%以下、Cr:0.2〜
0.8%、Nb:0.01〜0.05%、Ni:0.1
〜0.4%を含有し、残部がFe及び不可避的不純物か
らなる鋼素材を、圧延仕上温度が800〜1000℃と
なるように熱間圧延し、次いで、パーライト変態開始以
前の温度から400℃以下までを1〜3℃/secの冷
却速度で加速冷却し、高強度高靭性レールを得る。 【効果】所望の強度を確保しつつ優れた靭性を有する高
性能レールをオンライン熱処理で製造する方法が提供さ
れる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱間圧延後オンライン
で熱処理することにより高強度かつ高靭性のレールを製
造する方法に関する。
で熱処理することにより高強度かつ高靭性のレールを製
造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、レールは耐摩耗、耐転動疲労重視
の観点から高強度化のみが指向されてきたが、近年、鉄
道輸送の高速化、高軸重化に伴いレールの使用条件はま
すます厳しいものになってきており、このような厳しい
使用条件の下でも破損の恐れがない優れた靭性を有する
レールが要求されるようになっている。普通レールの靭
性は、2mmUノッチシャルピー吸収エネルギーが+2
0℃で1.0kgf・m以下と低く、0.5kgf・m
増加させるのも困難である。
の観点から高強度化のみが指向されてきたが、近年、鉄
道輸送の高速化、高軸重化に伴いレールの使用条件はま
すます厳しいものになってきており、このような厳しい
使用条件の下でも破損の恐れがない優れた靭性を有する
レールが要求されるようになっている。普通レールの靭
性は、2mmUノッチシャルピー吸収エネルギーが+2
0℃で1.0kgf・m以下と低く、0.5kgf・m
増加させるのも困難である。
【0003】レールの強度、靭性を向上させる手段とし
て熱処理する方法がある。この熱処理法には (1)圧延終了後いったん冷却した後にAc3 点以上に
再加熱して加速冷却を行うオフライン熱処理法(特開昭
63−128123号) (2)圧延終了後Ac3 点以上の温度にある段階でその
まま加速冷却を行うオンライン熱処理法(特開昭63−
23244) の2種類がある。
て熱処理する方法がある。この熱処理法には (1)圧延終了後いったん冷却した後にAc3 点以上に
再加熱して加速冷却を行うオフライン熱処理法(特開昭
63−128123号) (2)圧延終了後Ac3 点以上の温度にある段階でその
まま加速冷却を行うオンライン熱処理法(特開昭63−
23244) の2種類がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの方法
をレールの製造に適用した場合それぞれ次のような問題
がある。(1)は加速冷却することで鋼を低温で変態さ
せ組織の微細化を図る方法であり、かつ、変態を繰り返
すことによる組織の微細化の効果もある。このため、高
強度、高靭性のレールが得られる。しかし、冷却後に再
加熱を行うため熱効率の観点から好ましくない。
をレールの製造に適用した場合それぞれ次のような問題
がある。(1)は加速冷却することで鋼を低温で変態さ
せ組織の微細化を図る方法であり、かつ、変態を繰り返
すことによる組織の微細化の効果もある。このため、高
強度、高靭性のレールが得られる。しかし、冷却後に再
加熱を行うため熱効率の観点から好ましくない。
【0005】また、(2)は圧延終了後そのまま加速冷
却を行うため熱効率はよい。しかし、従来の成分のレー
ルでは加速冷却により強度の向上ははかれるものの靭性
が改善されない。
却を行うため熱効率はよい。しかし、従来の成分のレー
ルでは加速冷却により強度の向上ははかれるものの靭性
が改善されない。
【0006】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
のであって、所望の強度を確保しつつ優れた靭性を有す
る高性能レールをオンライン熱処理で製造する方法を提
供することを目的とする。
のであって、所望の強度を確保しつつ優れた靭性を有す
る高性能レールをオンライン熱処理で製造する方法を提
供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、上記
課題を解決するために、重量%でC:0.60〜0.8
5%、Si:0.1〜0.8%、Mn:0.5〜1.5
%、P:0.035%以下、S:0.035%以下、C
r:0.2〜0.8%、Nb:0.01〜0.05%、
Ni:0.1〜0.4%を含有し、残部がFe及び不可
避的不純物からなる鋼素材を、圧延仕上温度が1000
〜800℃となるように熱間圧延し、次いで、パーライ
ト変態開始以前の温度から400℃以下までを1〜3℃
/secの冷却速度で加速冷却することを特徴とするオ
ンライン熱処理による高強度高靭性レールの製造方法を
提供する。
課題を解決するために、重量%でC:0.60〜0.8
5%、Si:0.1〜0.8%、Mn:0.5〜1.5
%、P:0.035%以下、S:0.035%以下、C
r:0.2〜0.8%、Nb:0.01〜0.05%、
Ni:0.1〜0.4%を含有し、残部がFe及び不可
避的不純物からなる鋼素材を、圧延仕上温度が1000
〜800℃となるように熱間圧延し、次いで、パーライ
ト変態開始以前の温度から400℃以下までを1〜3℃
/secの冷却速度で加速冷却することを特徴とするオ
ンライン熱処理による高強度高靭性レールの製造方法を
提供する。
【0008】本願発明者らは、上記課題を解決すべく、
まず、0.78C−0.02Nb−0.1Ni鋼を中心
とする組成の鋼用いて圧延仕上温度と冷却速度の条件の
検討を行った。
まず、0.78C−0.02Nb−0.1Ni鋼を中心
とする組成の鋼用いて圧延仕上温度と冷却速度の条件の
検討を行った。
【0009】この際に用いた組成を表1に示す。また、
表2には表1の組成の鋼素材を用いてレールを製造した
際の製造条件及び特性を示す。図1は表1のB鋼(0.
78%C−0.51%Si−0.84%Mn−0.10
%Ni−0.44%Cr−0.022%Nb)を128
0℃に加熱し、仕上温度を760〜1040℃の範囲で
変化させて圧延した後、冷却速度を1.8℃/secで
加速冷却した場合の圧延仕上温度と靭性の関係を示す。
圧延仕上温度が800℃未満では UE20が低下し、その
値も温度によって大きく変化しており不安定であり、強
度も著しく低下し120kg/mm2 以下となる。80
0℃ではUE20が2.6kgf・mと高く、強度も12
0kg/mm2 以上となり、その値も安定している。一
方、1000℃を超えると UE20が2.0kgf・m以
下となり靭性が低下する。
表2には表1の組成の鋼素材を用いてレールを製造した
際の製造条件及び特性を示す。図1は表1のB鋼(0.
78%C−0.51%Si−0.84%Mn−0.10
%Ni−0.44%Cr−0.022%Nb)を128
0℃に加熱し、仕上温度を760〜1040℃の範囲で
変化させて圧延した後、冷却速度を1.8℃/secで
加速冷却した場合の圧延仕上温度と靭性の関係を示す。
圧延仕上温度が800℃未満では UE20が低下し、その
値も温度によって大きく変化しており不安定であり、強
度も著しく低下し120kg/mm2 以下となる。80
0℃ではUE20が2.6kgf・mと高く、強度も12
0kg/mm2 以上となり、その値も安定している。一
方、1000℃を超えると UE20が2.0kgf・m以
下となり靭性が低下する。
【0010】これは、圧延仕上温度が800℃以下では
加速冷却以前にパーライト変態が開始してしまい、耐摩
耗性、高強度化に有効な微細パーライト組織が得られ
ず、また、1000℃を超えるとパーライト変態前のオ
ーステナイト粒が粗大化し、その後の加速冷却において
も組織が十分に微細化されず強度、靭性の確保が困難で
あるからである。
加速冷却以前にパーライト変態が開始してしまい、耐摩
耗性、高強度化に有効な微細パーライト組織が得られ
ず、また、1000℃を超えるとパーライト変態前のオ
ーステナイト粒が粗大化し、その後の加速冷却において
も組織が十分に微細化されず強度、靭性の確保が困難で
あるからである。
【0011】従って、圧延仕上温度を800℃以上10
00℃以下とすることにより、2mmUノッチシャルピ
ー吸収エネルギーが+20℃で2.0kgf・m以上の
高靭性を得ることができる。
00℃以下とすることにより、2mmUノッチシャルピ
ー吸収エネルギーが+20℃で2.0kgf・m以上の
高靭性を得ることができる。
【0012】
【表1】
【0013】
【表2】
【0014】図2に表1のB鋼(0.78%C−0.5
1%Si−0.84%Mn−0.10%Ni−0.44
%Cr−0.022%Nb)を1280℃に加熱し、仕
上温度を920℃で圧延した後、冷却速度を空冷(0.
4℃/sec)〜4.0℃/secまで変化させた場合
の冷却速度と強度、靭性の関係を示す。冷却速度が1℃
/sec未満では靭性が低いものの、冷却速度の上昇に
伴い強度、靭性ともに向上する。しかし、3℃/sec
を超えると強度、靭性は共に著しく低下している。つま
り、冷却速度を1℃/sec以上3℃/sec以下とす
ることにより、引張強度120kg/mm2 以上、2m
mUノッチシャルピー吸収エネルギーが+20℃で2.
0kgf・m以上の高強度、高靭性を得ることができる
ことがわかる。これは、パーライト変態時の冷却速度が
1℃/sec未満では過冷度が低くパーライト組織が十
分に微細化されず、目的とする強度、靭性を達成でき
ず、逆に3℃/secを超えるとレール頭部表層にベイ
ナイトやマルテンサイトなどの異常組織が生成し、強
度、靭性を著しく低下させるからである。従って、パー
ライト変態開始以前の温度からパーライト変態が終了す
る400℃以下までの冷却速度を1〜3℃/secとし
た。
1%Si−0.84%Mn−0.10%Ni−0.44
%Cr−0.022%Nb)を1280℃に加熱し、仕
上温度を920℃で圧延した後、冷却速度を空冷(0.
4℃/sec)〜4.0℃/secまで変化させた場合
の冷却速度と強度、靭性の関係を示す。冷却速度が1℃
/sec未満では靭性が低いものの、冷却速度の上昇に
伴い強度、靭性ともに向上する。しかし、3℃/sec
を超えると強度、靭性は共に著しく低下している。つま
り、冷却速度を1℃/sec以上3℃/sec以下とす
ることにより、引張強度120kg/mm2 以上、2m
mUノッチシャルピー吸収エネルギーが+20℃で2.
0kgf・m以上の高強度、高靭性を得ることができる
ことがわかる。これは、パーライト変態時の冷却速度が
1℃/sec未満では過冷度が低くパーライト組織が十
分に微細化されず、目的とする強度、靭性を達成でき
ず、逆に3℃/secを超えるとレール頭部表層にベイ
ナイトやマルテンサイトなどの異常組織が生成し、強
度、靭性を著しく低下させるからである。従って、パー
ライト変態開始以前の温度からパーライト変態が終了す
る400℃以下までの冷却速度を1〜3℃/secとし
た。
【0015】次に、表1に示すA鋼からJ鋼を1280
℃に加熱し、上記の圧延、冷却条件を満足する920℃
で圧延を終了後、2℃/secで加速冷却した条件で成
分範囲の検討を行った。
℃に加熱し、上記の圧延、冷却条件を満足する920℃
で圧延を終了後、2℃/secで加速冷却した条件で成
分範囲の検討を行った。
【0016】図3に0.78%C−0.51%Si−
0.84%Mn−0.1%Ni−0.44%Cr鋼にN
bを0.0%から0.069%添加した場合のNb添加
量と強度、靭性の関係を示す。Nbの添加に伴い強度は
なだらかに低下し、靭性は向上する。Nbが0.01%
未満では靭性が低く、0.05%を超えると靭性向上の
効果が縮小している。このことから、0.78%C−
0.51%Si−0.84%Mn−0.10%Ni−
0.44%Crの条件ではNbを0.01%以上0.0
5%以下とすることにより、引張強度120kg/mm
2 以上、2mmUノッチシャルピー吸収エネルギーが+
20℃で2.0kgf・m以上という高強度、高靭性レ
ールを得ることができることがわかる。
0.84%Mn−0.1%Ni−0.44%Cr鋼にN
bを0.0%から0.069%添加した場合のNb添加
量と強度、靭性の関係を示す。Nbの添加に伴い強度は
なだらかに低下し、靭性は向上する。Nbが0.01%
未満では靭性が低く、0.05%を超えると靭性向上の
効果が縮小している。このことから、0.78%C−
0.51%Si−0.84%Mn−0.10%Ni−
0.44%Crの条件ではNbを0.01%以上0.0
5%以下とすることにより、引張強度120kg/mm
2 以上、2mmUノッチシャルピー吸収エネルギーが+
20℃で2.0kgf・m以上という高強度、高靭性レ
ールを得ることができることがわかる。
【0017】図4に0.78%C−0.51%Si−
0.84%Mn−0.44%Cr−0.02Nb鋼にN
iを0.0%から0.61%添加した場合のNi添加量
と強度、靭性の関係を示す。Niの添加に伴い強度はな
だらかに上昇し、靭性も向上する。Niが0.1%未満
では靭性が低く、0.4%超えると強度、靭性向上の効
果がほとんど見られない。このことから、0.78%C
−0.51%Si−0.84%Mn−0.44%Cr−
0.02%Nbの条件ではNiを0.1%以上0.4%
以下とすることにより、引張強度120kg/mm2 以
上、2mmUノッチシャルピー吸収エネルギーが+20
℃で2.0kgf・m以上の高強度、高靭性を得ること
ができることがわかる。
0.84%Mn−0.44%Cr−0.02Nb鋼にN
iを0.0%から0.61%添加した場合のNi添加量
と強度、靭性の関係を示す。Niの添加に伴い強度はな
だらかに上昇し、靭性も向上する。Niが0.1%未満
では靭性が低く、0.4%超えると強度、靭性向上の効
果がほとんど見られない。このことから、0.78%C
−0.51%Si−0.84%Mn−0.44%Cr−
0.02%Nbの条件ではNiを0.1%以上0.4%
以下とすることにより、引張強度120kg/mm2 以
上、2mmUノッチシャルピー吸収エネルギーが+20
℃で2.0kgf・m以上の高強度、高靭性を得ること
ができることがわかる。
【0018】以上の結果より、Nbを0.01%以上
0.05%以下、Niを0.1%以上0.4%以下添加
し、かつ、圧延仕上温度が800℃以上1000℃以下
となるように熱間圧延し、その後パーライト変態開始以
前の温度から400℃以下までの冷却速度を1〜3℃/
secで加速冷却することにより、引張強度120kg
/mm2 以上、2mmUノッチシャルピー吸収エネルギ
ーが+20℃で2.0kgf・m以上の高強度、高靭性
を得ることができる。
0.05%以下、Niを0.1%以上0.4%以下添加
し、かつ、圧延仕上温度が800℃以上1000℃以下
となるように熱間圧延し、その後パーライト変態開始以
前の温度から400℃以下までの冷却速度を1〜3℃/
secで加速冷却することにより、引張強度120kg
/mm2 以上、2mmUノッチシャルピー吸収エネルギ
ーが+20℃で2.0kgf・m以上の高強度、高靭性
を得ることができる。
【0019】次に、各成分の含有量の限定理由について
説明する。 (1)C: Cは共析鋼としての強度確保のため0.6
0%以上必要であるが、0.85%を超えると粒界に初
析セメンタイトが生成し材質の脆化を引き起こすので好
ましくない。従って、C量を0.60〜0.85%の範
囲に規定する。
説明する。 (1)C: Cは共析鋼としての強度確保のため0.6
0%以上必要であるが、0.85%を超えると粒界に初
析セメンタイトが生成し材質の脆化を引き起こすので好
ましくない。従って、C量を0.60〜0.85%の範
囲に規定する。
【0020】(2)Si: Siは製鋼時の脱酸のため
に0.1%以上必要であり、かつパーライト中のフェラ
イトに固溶し高強度化に寄与する。しかし、0.8%を
超えると強度上昇の割合が減少する。従って、Si量を
0.1〜0.8%の範囲に規定する。
に0.1%以上必要であり、かつパーライト中のフェラ
イトに固溶し高強度化に寄与する。しかし、0.8%を
超えると強度上昇の割合が減少する。従って、Si量を
0.1〜0.8%の範囲に規定する。
【0021】(3)Mn: Mnはパーライト変態温度
を低下させ焼入性を高めることによりレールの高強度化
に寄与する元素である。しかし、0.5%未満では目的
の強度を確保することができず、逆に1.5%を超える
と鋼のミクロ偏析によるマルテンサイト組織を生じ易
く、熱処理時及び溶接時に硬化や脆化を生じ材質劣化を
来すので好ましくない。従って、Mn量を0.5〜1.
5%の範囲に規定する。
を低下させ焼入性を高めることによりレールの高強度化
に寄与する元素である。しかし、0.5%未満では目的
の強度を確保することができず、逆に1.5%を超える
と鋼のミクロ偏析によるマルテンサイト組織を生じ易
く、熱処理時及び溶接時に硬化や脆化を生じ材質劣化を
来すので好ましくない。従って、Mn量を0.5〜1.
5%の範囲に規定する。
【0022】(4)P: Pは靭性を劣化させるので
0.035%以下に規定する。 (5)S: Sは主として介在物の形態をとって鋼中に
存在し靭性を著しく劣化させるので0.035%以下に
規定する。
0.035%以下に規定する。 (5)S: Sは主として介在物の形態をとって鋼中に
存在し靭性を著しく劣化させるので0.035%以下に
規定する。
【0023】(6)Cr: Crはパーライトのラメラ
間隔を狭くし高強度に寄与するが、0.2%未満ではそ
の効果が低く、また0.8%を超えると加速冷却時にマ
ルテンサイトを混入させる恐れがある。従って、Cr量
を0.2〜0.8%の範囲に規定する。
間隔を狭くし高強度に寄与するが、0.2%未満ではそ
の効果が低く、また0.8%を超えると加速冷却時にマ
ルテンサイトを混入させる恐れがある。従って、Cr量
を0.2〜0.8%の範囲に規定する。
【0024】(7)Nb: Nbは再結晶を抑制する効
果があり、加速冷却後に得られるパーライトコロニーの
サイズを細かくし靭性を向上させる効果がある。しか
し、上述した図3に示すように、0.01%未満ではそ
の効果が小さく、逆に0.05%を超えると靭性向上の
効果が飽和する。従って、Nb量を0.01〜0.05
%の範囲に規定する。
果があり、加速冷却後に得られるパーライトコロニーの
サイズを細かくし靭性を向上させる効果がある。しか
し、上述した図3に示すように、0.01%未満ではそ
の効果が小さく、逆に0.05%を超えると靭性向上の
効果が飽和する。従って、Nb量を0.01〜0.05
%の範囲に規定する。
【0025】(8)Ni: Niはパーライト中のフェ
ライトを強化し高強度化に寄与し、同時に靭性を向上さ
せる。しかし、上述した図4に示すように、0.1%未
満ではその効果が小さく、逆に0.4%を超えると経済
性の観点から不利である。従って、Ni量を0.1〜
0.4%の範囲に規定する。
ライトを強化し高強度化に寄与し、同時に靭性を向上さ
せる。しかし、上述した図4に示すように、0.1%未
満ではその効果が小さく、逆に0.4%を超えると経済
性の観点から不利である。従って、Ni量を0.1〜
0.4%の範囲に規定する。
【0026】以上のような組成を有する鋼素材、すなわ
ちNbを0.01%以上0.05%以下、Niを0.1
%以上0.4%以下複合添加する素材を用い、圧延仕上
温度が800℃以上1000℃以下となるように熱間圧
延し、パーライト変態温度域を1℃/sec以上3℃/
sec以下で加速冷却することにより初めて、引張強度
120kg/mm2 以上、2mmUノッチシャルピー吸
収エネルギーが+20℃で2.0kgf・m以上の高強
度、高靭性を達成することができる。
ちNbを0.01%以上0.05%以下、Niを0.1
%以上0.4%以下複合添加する素材を用い、圧延仕上
温度が800℃以上1000℃以下となるように熱間圧
延し、パーライト変態温度域を1℃/sec以上3℃/
sec以下で加速冷却することにより初めて、引張強度
120kg/mm2 以上、2mmUノッチシャルピー吸
収エネルギーが+20℃で2.0kgf・m以上の高強
度、高靭性を達成することができる。
【0027】
(実施例1)表3に示す本発明の範囲内の組成を有する
K鋼、L鋼の2鋼種について、圧延仕上温度を750〜
1050℃の範囲、冷却速度を0.4〜4.5℃/sの
範囲で変化させて、引張特性及び2mmUノッチシャル
ピー試験における+20℃での衝撃値(2mm UE+20
と表わす)を測定した。その結果を表4に示す。
K鋼、L鋼の2鋼種について、圧延仕上温度を750〜
1050℃の範囲、冷却速度を0.4〜4.5℃/sの
範囲で変化させて、引張特性及び2mmUノッチシャル
ピー試験における+20℃での衝撃値(2mm UE+20
と表わす)を測定した。その結果を表4に示す。
【0028】
【表3】
【0029】
【表4】
【0030】表4の条件1は圧延仕上温度、冷却速度共
に満足していないために、TS=108.3kg/mm
2 、2mm UE+20 =1.3kgf・mと低い値を示し
ている。条件2は冷却速度は本請求範囲内であるが圧延
仕上温度を満足していないために、TS=112.8k
g/mm2 、2mm UE+20 =1.5kgf・mと低い
値を示している。条件3,4は共に圧延仕上温度、冷却
速度を満足しているため、TS≧120.0kg/mm
2 、2mm UE+20 ≧2.0kgf・mと良好な値を示
している。条件5は圧延仕上温度は条件を満足している
ものの冷却速度を満足していないために、TS=11
9.1kg/mm2 、2mm UE+20 =1.8kgf・
mと低い値を示している。条件6は、圧延仕上温度、冷
却速度共に満足しているため、TS≧120.0kg/
mm2 、2mm UE+20 ≧2.0kgf・mと良好な値
を示している。条件7は圧延仕上温度は条件を満足して
いるものの冷却速度を満足していないために、2mm U
E+20 =1.9kgf・mと若干低い値を示している。
条件8,9は圧延仕上温度、冷却速度共に満足している
ため、TS≧120.0kg/mm2 、2mm UE+20
≧2.0kgf・mと良好な値を示している。条件10
は、冷却速度は条件を満足しているが圧延仕上温度を満
足していないために、TS=105.5kg/mm2 、
2mm UE+20=1.5kgf・mと低い値を示してい
る。 (実施例2)表5に示すM〜Wの組成の鋼素材を表6の
本発明条件を満たす仕上圧延温度920℃、冷却速度
1.8〜1.9℃/sの条件で製造した。その際の引張
特性及び2mm UE+20 の値を表6に併記する。
に満足していないために、TS=108.3kg/mm
2 、2mm UE+20 =1.3kgf・mと低い値を示し
ている。条件2は冷却速度は本請求範囲内であるが圧延
仕上温度を満足していないために、TS=112.8k
g/mm2 、2mm UE+20 =1.5kgf・mと低い
値を示している。条件3,4は共に圧延仕上温度、冷却
速度を満足しているため、TS≧120.0kg/mm
2 、2mm UE+20 ≧2.0kgf・mと良好な値を示
している。条件5は圧延仕上温度は条件を満足している
ものの冷却速度を満足していないために、TS=11
9.1kg/mm2 、2mm UE+20 =1.8kgf・
mと低い値を示している。条件6は、圧延仕上温度、冷
却速度共に満足しているため、TS≧120.0kg/
mm2 、2mm UE+20 ≧2.0kgf・mと良好な値
を示している。条件7は圧延仕上温度は条件を満足して
いるものの冷却速度を満足していないために、2mm U
E+20 =1.9kgf・mと若干低い値を示している。
条件8,9は圧延仕上温度、冷却速度共に満足している
ため、TS≧120.0kg/mm2 、2mm UE+20
≧2.0kgf・mと良好な値を示している。条件10
は、冷却速度は条件を満足しているが圧延仕上温度を満
足していないために、TS=105.5kg/mm2 、
2mm UE+20=1.5kgf・mと低い値を示してい
る。 (実施例2)表5に示すM〜Wの組成の鋼素材を表6の
本発明条件を満たす仕上圧延温度920℃、冷却速度
1.8〜1.9℃/sの条件で製造した。その際の引張
特性及び2mm UE+20 の値を表6に併記する。
【0031】
【表5】
【0032】
【表6】
【0033】M鋼、N鋼はNiを添加していないために
M鋼では2mm UE+20 =1.8kgf・m、N鋼では
TS=118.9kg/mm2 と低い値を示している。
P鋼、Q鋼はNbを添加していないためにP鋼では2m
m UE+20 =1.6kgf・m、Q鋼では2mm UE+2
=1.8kgf・mと低い値を示している。また、Nb
の規定を満足していないS鋼はTS=117.3kg/
mm2 と低い値になっている。
M鋼では2mm UE+20 =1.8kgf・m、N鋼では
TS=118.9kg/mm2 と低い値を示している。
P鋼、Q鋼はNbを添加していないためにP鋼では2m
m UE+20 =1.6kgf・m、Q鋼では2mm UE+2
=1.8kgf・mと低い値を示している。また、Nb
の規定を満足していないS鋼はTS=117.3kg/
mm2 と低い値になっている。
【0034】これに対して本発明を満足しているO鋼、
R鋼、T鋼、U鋼、V鋼はTS≧120.0kg/mm
2 、2mm UE+20 ≧2.0kgf・mと良好な値を示
している。なお、S鋼については、本発明の鋼組成にC
uを添加したものであるが、圧延途中で割れが生じた。
R鋼、T鋼、U鋼、V鋼はTS≧120.0kg/mm
2 、2mm UE+20 ≧2.0kgf・mと良好な値を示
している。なお、S鋼については、本発明の鋼組成にC
uを添加したものであるが、圧延途中で割れが生じた。
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、所望の強度を確保しつ
つ優れた靭性を有する高性能レールをオンライン熱処理
で製造する方法が提供される。具体的には、引張強度1
20kg/mm2 以上、2mmUノッチシャルピー吸収
エネルギーが+20℃で2.0kgf・m以上の高強度
高靭性レールを製造することができる。
つ優れた靭性を有する高性能レールをオンライン熱処理
で製造する方法が提供される。具体的には、引張強度1
20kg/mm2 以上、2mmUノッチシャルピー吸収
エネルギーが+20℃で2.0kgf・m以上の高強度
高靭性レールを製造することができる。
【図1】圧延仕上がり温度と靭性との関係を示す図。
【図2】冷却速度と強度、靭性との関係を示す図。
【図3】Nb添加量と強度、靭性との関係を示す図。
【図4】Ni添加量と強度、靭性との関係を示す図。
【手続補正書】
【提出日】平成6年9月30日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0003
【補正方法】変更
【補正内容】
【0003】レールの強度、靭性を向上させる手段とし
て熱処理する方法がある。この熱処理法には (1)圧延終了後いったん冷却した後にAc3 点以上に
再加熱して加速冷却を行うオフライン熱処理法(特願昭
63−128123号) (2)圧延終了後Ac3 点以上の温度にある段階でその
まま加速冷却を行うオンライン熱処理法(特公昭63−
23244) の2種類がある。
て熱処理する方法がある。この熱処理法には (1)圧延終了後いったん冷却した後にAc3 点以上に
再加熱して加速冷却を行うオフライン熱処理法(特願昭
63−128123号) (2)圧延終了後Ac3 点以上の温度にある段階でその
まま加速冷却を行うオンライン熱処理法(特公昭63−
23244) の2種類がある。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】本願発明者らは、上記課題を解決すべく、
まず、0.78%C−0.02%Nb−0.1%Niを
中心とする組成の素材を用いて圧延仕上温度と冷却速度
の条件の検討を行った。
まず、0.78%C−0.02%Nb−0.1%Niを
中心とする組成の素材を用いて圧延仕上温度と冷却速度
の条件の検討を行った。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正内容】
【0017】図4に0.78%C−0.51%Si−
0.84%Mn−0.44%Cr−0.02%Nb鋼に
Niを0.0%から0.61%添加した場合のNi添加
量と強度、靭性の関係を示す。Niの添加に伴い強度は
なだらかに上昇し、靭性も向上する。Niが0.1%未
満では靭性が低く、0.4%超えると強度、靭性向上の
効果がほとんど見られない。このことから、0.78%
C−0.51%Si−0.84%Mn−0.44%Cr
−0.02%Nbの条件ではNiを0.1%以上0.4
%以下とすることにより、引張強度120kg/mm2
以上、2mmUノッチシャルピー吸収エネルギーが+2
0℃で2.0kgf・m以上の高強度、高靭性を得るこ
とができることがわかる。
0.84%Mn−0.44%Cr−0.02%Nb鋼に
Niを0.0%から0.61%添加した場合のNi添加
量と強度、靭性の関係を示す。Niの添加に伴い強度は
なだらかに上昇し、靭性も向上する。Niが0.1%未
満では靭性が低く、0.4%超えると強度、靭性向上の
効果がほとんど見られない。このことから、0.78%
C−0.51%Si−0.84%Mn−0.44%Cr
−0.02%Nbの条件ではNiを0.1%以上0.4
%以下とすることにより、引張強度120kg/mm2
以上、2mmUノッチシャルピー吸収エネルギーが+2
0℃で2.0kgf・m以上の高強度、高靭性を得るこ
とができることがわかる。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0034
【補正方法】変更
【補正内容】
【0034】これに対して本発明を満足しているO鋼、
R鋼、T鋼、U鋼、V鋼はTS≧120.0kg/mm
2 、2mm UE+20 ≧2.0kgf・mと良好な値を示
している。なお、W鋼については、本発明の鋼組成にC
uを添加したものであるが、圧延途中で割れが生じた。
R鋼、T鋼、U鋼、V鋼はTS≧120.0kg/mm
2 、2mm UE+20 ≧2.0kgf・mと良好な値を示
している。なお、W鋼については、本発明の鋼組成にC
uを添加したものであるが、圧延途中で割れが生じた。
Claims (2)
- 【請求項1】 重量%で、C:0.60〜0.85%、
Si:0.1〜0.8%、Mn:0.5〜1.5%、
P:0.035%以下、S:0.035%以下、Cr:
0.2〜0.8%、Nb:0.01〜0.05%、N
i:0.1〜0.4%を含有し、残部がFe及び不可避
的不純物からなる鋼素材を、圧延仕上温度が800〜1
000℃となるように熱間圧延し、次いで、パーライト
変態開始以前の温度から400℃以下までを1〜3℃/
secの冷却速度で加速冷却することを特徴とするオン
ライン熱処理による高強度高靭性レールの製造方法。 - 【請求項2】 前記レールは、引張強度120kg/m
m2 以上、2mmUノッチシャルピー吸収エネルギーが
+20℃で2.0kgf・m以上を有する請求項1記載
のオンライン熱処理による高強度高靭性レールの製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16258993A JPH0718326A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | オンライン熱処理による高強度高靭性レールの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16258993A JPH0718326A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | オンライン熱処理による高強度高靭性レールの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0718326A true JPH0718326A (ja) | 1995-01-20 |
Family
ID=15757467
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16258993A Pending JPH0718326A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | オンライン熱処理による高強度高靭性レールの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0718326A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007169727A (ja) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Jfe Steel Kk | 高強度パーライト系レールおよびその製造方法 |
WO2007111285A1 (ja) | 2006-03-16 | 2007-10-04 | Jfe Steel Corporation | 耐遅れ破壊特性に優れた高強度パーライト系レール |
JP2010185106A (ja) * | 2009-02-12 | 2010-08-26 | Jfe Steel Corp | 耐摩耗性レールおよびその製造方法 |
JP2015209590A (ja) * | 2014-04-30 | 2015-11-24 | Jfeスチール株式会社 | レールの製造方法 |
JP2017115229A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | Jfeスチール株式会社 | レール |
CN113373371A (zh) * | 2021-05-21 | 2021-09-10 | 包头钢铁(集团)有限责任公司 | 一种添加稀土和镍元素的超高耐磨性过共析型珠光体钢轨材料 |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP16258993A patent/JPH0718326A/ja active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007169727A (ja) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Jfe Steel Kk | 高強度パーライト系レールおよびその製造方法 |
JP4736790B2 (ja) * | 2005-12-22 | 2011-07-27 | Jfeスチール株式会社 | 高強度パーライト系レールおよびその製造方法 |
WO2007111285A1 (ja) | 2006-03-16 | 2007-10-04 | Jfe Steel Corporation | 耐遅れ破壊特性に優れた高強度パーライト系レール |
US8361382B2 (en) | 2006-03-16 | 2013-01-29 | Jfe Steel Corporation | High-strength pearlitic steel rail having excellent delayed fracture properties |
US8404178B2 (en) | 2006-03-16 | 2013-03-26 | Jfe Steel Corporation | High-strength pearlitic steel rail having excellent delayed fracture properties |
EP3072988A1 (en) | 2006-03-16 | 2016-09-28 | JFE Steel Corporation | High-strength pearlitic steel rail having excellent delayed fracture properties |
JP2010185106A (ja) * | 2009-02-12 | 2010-08-26 | Jfe Steel Corp | 耐摩耗性レールおよびその製造方法 |
JP2015209590A (ja) * | 2014-04-30 | 2015-11-24 | Jfeスチール株式会社 | レールの製造方法 |
JP2017115229A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | Jfeスチール株式会社 | レール |
CN113373371A (zh) * | 2021-05-21 | 2021-09-10 | 包头钢铁(集团)有限责任公司 | 一种添加稀土和镍元素的超高耐磨性过共析型珠光体钢轨材料 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH0441616A (ja) | 低硬度で且つ耐摩耗性および曲げ加工性に優れた耐摩耗鋼の製造方法 | |
JPH11236644A (ja) | 高強度特性と低熱処理歪み特性に優れた高周波焼入れ用鋼材とその製造方法 | |
JPH10306316A (ja) | 低温靭性に優れた低降伏比高張力鋼材の製造方法 | |
JPH07278656A (ja) | 低降伏比高張力鋼の製造方法 | |
JPS63286517A (ja) | 低降状比高張力鋼の製造方法 | |
JP3893921B2 (ja) | 低温用Ni含有鋼とその製造方法 | |
JPH11217649A (ja) | 冷間加工性と高強度特性を兼備した高周波焼入れ用鋼材とその製造方法 | |
JPH0718326A (ja) | オンライン熱処理による高強度高靭性レールの製造方法 | |
JP3422864B2 (ja) | 加工性の優れたステンレス鋼およびその製造方法 | |
JPH06128631A (ja) | 低温靱性の優れた高マンガン超高張力鋼の製造方法 | |
JPH11181542A (ja) | 冷間加工性と高周波焼入れ性に優れた高周波焼入れ用鋼材とその製造方法 | |
JP4123597B2 (ja) | 強度と靱性に優れた鋼材の製造法 | |
JPH08199310A (ja) | 高強度マルテンサイト系ステンレス鋼部材の製造方法 | |
JPS63183123A (ja) | 線状及び点状再加熱加工後の低温靭性にすぐれる高張力鋼の製造方法 | |
JP2898455B2 (ja) | 溶接性に優れた高張力鋼の製造方法 | |
JPH06336648A (ja) | 耐遅れ破壊特性に優れた高強度pc棒線とその製造方法 | |
JP3999915B2 (ja) | 加工性に優れた冷間鍛造用電縫鋼管とその製造方法 | |
JPH10287957A (ja) | 高強度pc鋼棒およびその製造方法 | |
KR910003883B1 (ko) | 용접부인성이 우수한 고장력강인강의 제조방법 | |
JPH0530883B2 (ja) | ||
JPH09263831A (ja) | 低温靭性の優れた極厚高強度ベンド管の製造法 | |
JPS63145711A (ja) | 低温靭性にすぐれる高張力鋼板の製造方法 | |
JP3012997B2 (ja) | 高強度ドライブシャフトの製造方法 | |
JPH07173531A (ja) | 降伏比に優れた熱間鍛造用高強度高靭性非調質鋼の製法 | |
JPH10168518A (ja) | 板厚テーパ高張力鋼板の製造方法 |