JPS6362846A - 溶接部の耐軟化性に優れた低合金高強度レ−ル - Google Patents
溶接部の耐軟化性に優れた低合金高強度レ−ルInfo
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- JPS6362846A JPS6362846A JP20582786A JP20582786A JPS6362846A JP S6362846 A JPS6362846 A JP S6362846A JP 20582786 A JP20582786 A JP 20582786A JP 20582786 A JP20582786 A JP 20582786A JP S6362846 A JPS6362846 A JP S6362846A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「発明の目的」
本発明は溶接部の耐軟化性に優れた低合金高強度レール
に係り、鉄道の曲線部に用いられフラソシェ溶接時に生
ずる軟化を抑制することのできる熱処理型低合金高強度
レールに関し、Ａｃ、以下の母材側溶接軟化部を改善し
、Ａｃｔ以上の溶接熱影響部の硬さを精度よく調整しよ
うとするものである。
に係り、鉄道の曲線部に用いられフラソシェ溶接時に生
ずる軟化を抑制することのできる熱処理型低合金高強度
レールに関し、Ａｃ、以下の母材側溶接軟化部を改善し
、Ａｃｔ以上の溶接熱影響部の硬さを精度よく調整しよ
うとするものである。
産業上の利用分野
熱処理型低合金高強度レール。
従来の技術
従来、耐摩耗用熱処理型高強度レールのフラッシュ溶接
熱影響部の軟化を抑制するため、炭素鋼レールにＳｉ、
Ｃｒを添加した熱処理型低合金高強度レールが提案され
ている。これらのレールは此。
熱影響部の軟化を抑制するため、炭素鋼レールにＳｉ、
Ｃｒを添加した熱処理型低合金高強度レールが提案され
ている。これらのレールは此。
以上の溶接熱影響部即ち溶接線の両側２０璽鳳前後のよ
うな範囲の軟化のみを改善の対象として検討が重ねられ
ている。
うな範囲の軟化のみを改善の対象として検討が重ねられ
ている。
発明が解決しようとする問題点
しかし、このような従来のものによるときは前記溶接熱
影響部に隣接したＡｃ、以下の母材側溶接軟化部の改善
がなされておらず、一方このようなレールの使用条件は
近年における高速化等に伴い厳しさを増しており、溶接
による軟化部を狭くすることで使用時に生じる溶接部の
摩耗による落ち込みを低減することが強く要望されてお
り、この落ち込みを更に改善するには、Ａｃ、以下の前
記したような母材側溶接軟化部を無視できない状況とな
っている。
影響部に隣接したＡｃ、以下の母材側溶接軟化部の改善
がなされておらず、一方このようなレールの使用条件は
近年における高速化等に伴い厳しさを増しており、溶接
による軟化部を狭くすることで使用時に生じる溶接部の
摩耗による落ち込みを低減することが強く要望されてお
り、この落ち込みを更に改善するには、Ａｃ、以下の前
記したような母材側溶接軟化部を無視できない状況とな
っている。
また、従来のレールでは、上記したようなＡｃ。
以上の溶接熱影響部の硬さを明確に規定することなく、
従ってまた必要十分な合金添加量も不明確であった。こ
のため母材と同等のパーライト組織でありかつ得られる
最高硬さ領域をＨＶ３７０〜４１０に精度よく調整する
工業的に的確な方法が不明確であった。即ち工業的に高
品質の低合金高強度レールを提供することができない不
利を有している。
従ってまた必要十分な合金添加量も不明確であった。こ
のため母材と同等のパーライト組織でありかつ得られる
最高硬さ領域をＨＶ３７０〜４１０に精度よく調整する
工業的に的確な方法が不明確であった。即ち工業的に高
品質の低合金高強度レールを提供することができない不
利を有している。
「発明の構成」
問題点を解決するための手段
Ｃ：０．７０〜０．８５詩ｔ％、Ｓｔ ： ０．２０〜
０．６０ｗｔ％。
０．６０ｗｔ％。
Ｍｎ ： ０．５０〜１．００ｗｔ％、Ｃｒ ： ０．
１０〜０．５０ｗｔ％。
１０〜０．５０ｗｔ％。
Ｖ ： ０．０３〜０．０８ｗｔ％、 ｓｏｌ、ＡＡ
： ０．０１０ ｗｔ％以下。
： ０．０１０ ｗｔ％以下。
Ｐ ： ０．０２５ ｗｔ％以下、 Ｓ ：０．Ｏ１５
ｗｔ％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物
から成り、かつ Ｈｖ ｍａｘ （Ｒａｉｌ Ｆ１ａ５ｈ） ＝１０４．
１＋ ２２４．１（ｔＣ）＋３７．９（χＳｉ）＋ ５
３．８ （χＭｎ）＋６５．７（ＩＣｒ）＋１８１．３
（χＶ）−８０１，７（χｓｏ１．八ｌ） の式において ３７０≦Ｈｖ ｍａｘ （Ｒａｉｌ Ｆ１ａ５ｈ ）≦
４１０を満足する化学成分であり、頭頂表面硬さがＨＢ
３５０〜４０５であることを特徴とする溶接部の耐軟化
性に優れた低合金高強度レール。
ｗｔ％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物
から成り、かつ Ｈｖ ｍａｘ （Ｒａｉｌ Ｆ１ａ５ｈ） ＝１０４．
１＋ ２２４．１（ｔＣ）＋３７．９（χＳｉ）＋ ５
３．８ （χＭｎ）＋６５．７（ＩＣｒ）＋１８１．３
（χＶ）−８０１，７（χｓｏ１．八ｌ） の式において ３７０≦Ｈｖ ｍａｘ （Ｒａｉｌ Ｆ１ａ５ｈ ）≦
４１０を満足する化学成分であり、頭頂表面硬さがＨＢ
３５０〜４０５であることを特徴とする溶接部の耐軟化
性に優れた低合金高強度レール。
作用
ＣＩ Ｓｌ ＋ Ｍｎ、 Ｃｒ、 Ｓｏ ｌ 、Ａ Ｉ
ｔおよびｐ、ｓについて上記のように規制することによ
り耐摩耗性、溶接性、焼入性の如きを適切に向上し、■
が０．０３ｗｔ％以上含有されることによりＡｃ、以上
の溶接熱影響部の硬さ向上のための焼入性を向上すると
共に、Ａｃ、以下の母材側溶接軟化に対する抵抗性を向
上し、この種レールの化学成分を精度よく設計せしめる
。
ｔおよびｐ、ｓについて上記のように規制することによ
り耐摩耗性、溶接性、焼入性の如きを適切に向上し、■
が０．０３ｗｔ％以上含有されることによりＡｃ、以上
の溶接熱影響部の硬さ向上のための焼入性を向上すると
共に、Ａｃ、以下の母材側溶接軟化に対する抵抗性を向
上し、この種レールの化学成分を精度よく設計せしめる
。
実施例
上記したような本発明について更に具体的に説明するな
らば、本発明者等は前記したような従来のものにおける
問題点を解消すべく、種々の研究を重ね、鋭意検討した
結果、上記したような熱処理型低合金高強度レールのフ
ラッシュ溶接時に生じる軟化幅と硬度を極限までに改善
するため、Ａｃ、以下の母材側溶接軟化部の改善をなし
、しかもＡｃ、以上の溶接熱影響部の最高硬さを高硬度
なＨｖ３７０〜４１０に工業的に精度よく調整するに必
要十分な合金添加量を規定することに成功した。
らば、本発明者等は前記したような従来のものにおける
問題点を解消すべく、種々の研究を重ね、鋭意検討した
結果、上記したような熱処理型低合金高強度レールのフ
ラッシュ溶接時に生じる軟化幅と硬度を極限までに改善
するため、Ａｃ、以下の母材側溶接軟化部の改善をなし
、しかもＡｃ、以上の溶接熱影響部の最高硬さを高硬度
なＨｖ３７０〜４１０に工業的に精度よく調整するに必
要十分な合金添加量を規定することに成功した。
即ち、本発明によるものの化学成分は、ｗｔ％（以下単
に％という）で、 Ｃ：０．７０〜０．８５％、 Ｓｉ ： ０．２０〜０
．６０％。
に％という）で、 Ｃ：０．７０〜０．８５％、 Ｓｉ ： ０．２０〜０
．６０％。
Ｍｎ：０．５０〜１．００％、 Ｃｒ ： ０．１０〜
０．５０％。
０．５０％。
Ｖ ： ０．０３〜０．０８％、 ｓｏｌ、Ａ ！ｌ
： ０．０１０％以下。
： ０．０１０％以下。
Ｐ ：０．０２５％以下、 Ｓ ：０．０１５％以下
を含有し、残部はＦｅと不可避的不純物元素から成り、
かつ下記の（１１式に規定されるフラッシュ溶接熱影響
部の最高硬さ Ｈｖ ｍａｘ （Ｒａｉｌ Ｆ１ａ５ｈ）が３７０〜４
１ｏとなる化学成分の組合せによる鋼である。
を含有し、残部はＦｅと不可避的不純物元素から成り、
かつ下記の（１１式に規定されるフラッシュ溶接熱影響
部の最高硬さ Ｈｖ ｍａｘ （Ｒａｉｌ Ｆ１ａ５ｈ）が３７０〜４
１ｏとなる化学成分の組合せによる鋼である。
Ｈｖ １１ａｘ （Ｒａｉｌ Ｆ１ａ５ｈ） ＝１０４
．１＋ ２２４．１（χＣ）＋３７．９（χＳｉ）＋
５３．８ （χＭｎ）＋ ６５．７ （ＩＣｒ）＋１８
１．３（χＶ）−８０１，７（χｓｏ１．Ａｊり ＝・
（１１又母材部のレール頭部における組織は、微細パー
ライト組織であり、レール頭部における表面硬度はＨＢ
３５０〜４０５である。
．１＋ ２２４．１（χＣ）＋３７．９（χＳｉ）＋
５３．８ （χＭｎ）＋ ６５．７ （ＩＣｒ）＋１８
１．３（χＶ）−８０１，７（χｓｏ１．Ａｊり ＝・
（１１又母材部のレール頭部における組織は、微細パー
ライト組織であり、レール頭部における表面硬度はＨＢ
３５０〜４０５である。
このような本発明の技術的関係を説明すると、第１図に
示すようなＡｃ、以上の溶接熱影響部であるＡ部の両側
におけるフラッシュ溶接時に生ずるＡｃ、以下の母材側
溶接軟化部、即ちＢ部の改善に関しては、■が基本的に
最も重要な作用をしている。第２図は微細パーライト組
織の焼鈍軟化開始温度におよぼす合金元素の影響を表わ
したグラフであって、この図より従来の熱処理型低合金
高強度レールのようにＳｉ、Ｃｒを添加したのみの同図
（ｂｌによる微細パーライト組織の母材は、溶接時に温
度が上昇すると４５０〜５５０℃から軟化を開始し、軟
化抵抗を示す最高温度は５５０℃であるのに対して、■
を添加すると軟化は６００〜６５０℃以上にならないと
生じないやつまりＶの添加によりＡＣ１以下高温側での
軟化抵抗を飛躍的に向上させ、Ａｃ、が約７２０℃であ
ることを考慮すると、Ａｃ、以下の母材側溶接軟化（第
１図Ｂ部）を大巾に改善することを可能とするもので、
実際のフラッシュ溶接継手においてもこの効果は確認さ
れた。
示すようなＡｃ、以上の溶接熱影響部であるＡ部の両側
におけるフラッシュ溶接時に生ずるＡｃ、以下の母材側
溶接軟化部、即ちＢ部の改善に関しては、■が基本的に
最も重要な作用をしている。第２図は微細パーライト組
織の焼鈍軟化開始温度におよぼす合金元素の影響を表わ
したグラフであって、この図より従来の熱処理型低合金
高強度レールのようにＳｉ、Ｃｒを添加したのみの同図
（ｂｌによる微細パーライト組織の母材は、溶接時に温
度が上昇すると４５０〜５５０℃から軟化を開始し、軟
化抵抗を示す最高温度は５５０℃であるのに対して、■
を添加すると軟化は６００〜６５０℃以上にならないと
生じないやつまりＶの添加によりＡＣ１以下高温側での
軟化抵抗を飛躍的に向上させ、Ａｃ、が約７２０℃であ
ることを考慮すると、Ａｃ、以下の母材側溶接軟化（第
１図Ｂ部）を大巾に改善することを可能とするもので、
実際のフラッシュ溶接継手においてもこの効果は確認さ
れた。
一方、Ａｃ、以上の溶接熱影響部の硬さを実レールのフ
ラッシュ溶接試験を行い測定するとともに、実験室研究
を加えることで、合金添加量とフラッシュ溶接熱影響部
の最高硬さの関係（前記（１１式）を正確に把握し、パ
ーライト組織で可能な Ｈｖ３７０〜４１０、好ましく
は３８０〜４００に精度よく調整することが可能である
。即ち上記したこれら２つの基本技術を組み合せること
により、フラッシュ溶接時に生じる軟化中と硬度を極限
まで改善することを可能ならしめる。
ラッシュ溶接試験を行い測定するとともに、実験室研究
を加えることで、合金添加量とフラッシュ溶接熱影響部
の最高硬さの関係（前記（１１式）を正確に把握し、パ
ーライト組織で可能な Ｈｖ３７０〜４１０、好ましく
は３８０〜４００に精度よく調整することが可能である
。即ち上記したこれら２つの基本技術を組み合せること
により、フラッシュ溶接時に生じる軟化中と硬度を極限
まで改善することを可能ならしめる。
次に本発明における各化学成分を限定した詳細について
説明すると、以下の如くである。
説明すると、以下の如くである。
Ｃは、耐摩耗性に不可欠な元素であり、０．７０％以下
ではこの耐摩耗性の劣化が顕著であり、又０．８５％以
上では延性低下が大きいため、０．７０〜０．８５％に
限定した。
ではこの耐摩耗性の劣化が顕著であり、又０．８５％以
上では延性低下が大きいため、０．７０〜０．８５％に
限定した。
Ｓｉは、脱酸元素であるためこの必要量から０．２０％
を下限とした。またＳｉの１ｌｆｆｉは耐摩耗性を向上
させるが、溶接性の劣化が大きいため０．６０％を上限
とすることが必要である。
を下限とした。またＳｉの１ｌｆｆｉは耐摩耗性を向上
させるが、溶接性の劣化が大きいため０．６０％を上限
とすることが必要である。
Ｍｎは、強化元素として不可欠な元素であり、０．５０
％以上からその効果は大きく、１．００％以上では溶接
性の劣化が大きいため、０．５０〜１．００ｗｔ％に限
定した。
％以上からその効果は大きく、１．００％以上では溶接
性の劣化が大きいため、０．５０〜１．００ｗｔ％に限
定した。
Ｃｒは、溶接熱影響部の硬さを上昇させるために焼入性
向上元素として添加した。０．１０％以上でその効果が
大きいが、０．５０％以上では溶接性を劣化させるため
、０．１０〜０．５０％とした。
向上元素として添加した。０．１０％以上でその効果が
大きいが、０．５０％以上では溶接性を劣化させるため
、０．１０〜０．５０％とした。
■は、前記の如くこの発明の基本的に最も重要な添加元
素であって、溶接時のＡｃ＋以下の母材側溶接軟化に対
する軟化抵抗向上元素として添加するとともに、Ａｃ、
以上の溶接熱影響部の硬さ上昇のための焼入性向上元素
としても添加されている。
素であって、溶接時のＡｃ＋以下の母材側溶接軟化に対
する軟化抵抗向上元素として添加するとともに、Ａｃ、
以上の溶接熱影響部の硬さ上昇のための焼入性向上元素
としても添加されている。
母材側溶接軟化抵抗は０．０３％以上で顕著な効果を示
し、０．０８％以上では飽和する傾向にあるため、０．
０３〜０，０８％に限定した。
し、０．０８％以上では飽和する傾向にあるため、０．
０３〜０，０８％に限定した。
Ｐ、Ｓは、不純物元素であるが、溶接性および溶接熱影
響部の硬さに影響を与える。このため出来る限り不確定
要因を少なくし高品質にするため、工業的に可能な低い
値に限定した。即ちＰについては０．０２５％以下、Ｓ
については０．０１５％以下である。
響部の硬さに影響を与える。このため出来る限り不確定
要因を少なくし高品質にするため、工業的に可能な低い
値に限定した。即ちＰについては０．０２５％以下、Ｓ
については０．０１５％以下である。
ｓｏｌ、八ｌ （酸可溶性Ａ／）は、脱酸度に影響する
とともに、溶接熱影響部の硬さにも影響し、添加量が少
ないほど硬さを上昇させるため、省資源の観点から工業
的に可能な低い値として０．０１０％以下とした。好ま
しくは、０．００１〜Ｏ，ＯＯ５％である。
とともに、溶接熱影響部の硬さにも影響し、添加量が少
ないほど硬さを上昇させるため、省資源の観点から工業
的に可能な低い値として０．０１０％以下とした。好ま
しくは、０．００１〜Ｏ，ＯＯ５％である。
上記したような本発明によるものの具体的な製造例につ
いて述べると以下の如くである。
いて述べると以下の如くである。
次の第１表に示す鋼を１３６ＲＥレールに溶製し、圧延
した後、頭部を熱処理して熱処理型低合金高強度レール
とした。即ちＡＥは従来鋼でＳｉ。
した後、頭部を熱処理して熱処理型低合金高強度レール
とした。即ちＡＥは従来鋼でＳｉ。
Ｃｒが添加されているのに対しＢ鋼は本発明鋼でＳｉ。
Ｃｒに加え■を添加したものである。
前記した第１図に通常のフラッシュ溶接した継手の頭頂
下５鶴のレール中央頭部縦断面の硬さを測定した結果を
示すが本発明によるＢ鋼はＶの添加によりＡｃｌ以下の
母材側軟化中が半減するとともに、Ａｃ、以上の溶接熱
影響部の最高硬さもＨｖｍａｘ （Ｒａｉｌ Ｆ１ａ５
ｈ） （（１）式）の設計値にほとんど一致しており、
精度よくレールの化学成分を設計できることが確認され
る。またこのことは、高品質の低合金高強度レールを工
業的に実現し得ることを示している。
下５鶴のレール中央頭部縦断面の硬さを測定した結果を
示すが本発明によるＢ鋼はＶの添加によりＡｃｌ以下の
母材側軟化中が半減するとともに、Ａｃ、以上の溶接熱
影響部の最高硬さもＨｖｍａｘ （Ｒａｉｌ Ｆ１ａ５
ｈ） （（１）式）の設計値にほとんど一致しており、
精度よくレールの化学成分を設計できることが確認され
る。またこのことは、高品質の低合金高強度レールを工
業的に実現し得ることを示している。
更に本発明の前述した２つの基本的技術関係は、製造方
法、レール種類によらず、レール製品母材硬さに対して
自由にフラッシュ溶接熱影響部の硬さを設計し、実現で
きることを意味しており、他の各種レールにも応用可能
な技術であると言える。
法、レール種類によらず、レール製品母材硬さに対して
自由にフラッシュ溶接熱影響部の硬さを設計し、実現で
きることを意味しており、他の各種レールにも応用可能
な技術であると言える。
「発明の効果」
以上説明したような本発明によるときはフラッシュ溶接
時に生ずる軟化を抑制することのできる熱処理型低合金
高強度レールに関し、Ａｃ、以下の母材側溶接軟化部を
改善し、その軟化幅を大幅に縮減して溶接部の摩耗によ
る落込みを低減することができると共にＡｃ、以上の溶
接熱影響部における硬さの精度を充分に向上し、精度よ
くこの種レールの化学成分を設計せしめ、近時における
厳しい使用条件に対し合理的に即応し得るものであって
、工業的にその効果の大きい発明である。
時に生ずる軟化を抑制することのできる熱処理型低合金
高強度レールに関し、Ａｃ、以下の母材側溶接軟化部を
改善し、その軟化幅を大幅に縮減して溶接部の摩耗によ
る落込みを低減することができると共にＡｃ、以上の溶
接熱影響部における硬さの精度を充分に向上し、精度よ
くこの種レールの化学成分を設計せしめ、近時における
厳しい使用条件に対し合理的に即応し得るものであって
、工業的にその効果の大きい発明である。
図面は本発明の技術的内容を示すものであって、第１図
は本発明によるものと従来の比較材について溶接熱影響
部および母材側溶接軟化部の分布およびその硬さの測定
結果を要約して示した図表、第２図は微細パーライト組
織の軟化開始温度におよぼす合金元素の影響について本
発明によるものと比較材とを併せて示した図表である。 第 ／ ■ ７Ｓ＃−諜オ・１３つ距蘇（→ 第 ２ 圓 温り化ン
は本発明によるものと従来の比較材について溶接熱影響
部および母材側溶接軟化部の分布およびその硬さの測定
結果を要約して示した図表、第２図は微細パーライト組
織の軟化開始温度におよぼす合金元素の影響について本
発明によるものと比較材とを併せて示した図表である。 第 ／ ■ ７Ｓ＃−諜オ・１３つ距蘇（→ 第 ２ 圓 温り化ン
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｃ：０．７０〜０．８５ｗｔ％、Ｓｉ：０．２０〜０．
６０ｗｔ％、Ｍｎ：０．５０〜１．００ｗｔ％、Ｃｒ：
０．１０〜０．５０ｗｔ％、Ｖ：０．０３〜０．０８ｗ
ｔ％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１０ｗｔ％以下、Ｐ：０．
０２５ｗｔ％以下、Ｓ：０．０１５ｗｔ％以下を含有し
、残部がＦｅおよび不可避的不純物から成り、かつ Ｈｖ ｍａｘ（Ｒａｉｌ Ｆｌａｓｈ）＝１０４．１＋
２２４．１（％Ｃ）＋３７．９（％Ｓｉ）＋５３．８（
％Ｍｎ）＋６５．７（％Ｃｒ）＋１８１．３（％Ｖ−８
０１．７（％ｓｏｌ．Ａｌ） の式において、 ３７０≦Ｈｖ ｍａｘ（Ｒａｉｌ Ｆｌａｓｈ）≦４１
０を満足する化学成分であり、頭頂表面硬さがＨＢ３５
０〜４０５であることを特徴とする溶接部の耐軟化性に
優れた低合金高強度レール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20582786A JPS6362846A (ja) | 1986-09-03 | 1986-09-03 | 溶接部の耐軟化性に優れた低合金高強度レ−ル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20582786A JPS6362846A (ja) | 1986-09-03 | 1986-09-03 | 溶接部の耐軟化性に優れた低合金高強度レ−ル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6362846A true JPS6362846A (ja) | 1988-03-19 |
| JPH0559191B2 JPH0559191B2 (ja) | 1993-08-30 |
Family
ID=16513365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20582786A Granted JPS6362846A (ja) | 1986-09-03 | 1986-09-03 | 溶接部の耐軟化性に優れた低合金高強度レ−ル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6362846A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0320442A (ja) * | 1989-03-20 | 1991-01-29 | Nkk Corp | 電気伝導性に優れた低合金高強度レール |
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1986
- 1986-09-03 JP JP20582786A patent/JPS6362846A/ja active Granted
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| USRE42668E1 (en) | 1994-11-15 | 2011-09-06 | Nippon Steel Corporation | Pearlitic steel rail having excellent wear resistance and method of producing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0559191B2 (ja) | 1993-08-30 |
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