[发明专利]用于高速和准高速铁路的钢轨及其制造方法

权利要求书

1.一种用于高速和准高速铁路的钢轨，所述钢轨包含的化学成分以重量计为：0.40％～0.64％C，0.10％～1.00％Si，0.30％～1.50％Mn，少于等于0.025％P，少于等于0.025％S，少于等于0.005％Al，大于0且少于等于0.05％的稀土元素，总量大于0且小于等于0.20％的V、Cr和Ti中的至少一种，以及余量的Fe和不可避免的杂质。

2.如权利要求1所述的钢轨，其特征在于，所述钢轨包含的化学成分以重量计为：0.45％～0.60％C，0.15％～0.50％Si，0.50％～1.20％Mn，少于等于0.025％P，少于等于0.025％S，少于等于0.005％Al，大于0且少于等于0.05％的稀土元素，总量大于0且小于等于0.20％的V、Cr和Ti中的至少一种，以及余量的Fe和不可避免的杂质。

3.如权利要求1或2所述的钢轨，其特征在于，所述钢轨包含0.01％～0.15％V、0.02％～0.20％Cr和0.01％～0.05％Ti中的至少一种。

4.如权利要求3所述的钢轨，其特征在于，所述钢轨包含0.02％～0.08％V、0.10％～0.15％Cr和0.01％～0.05％Ti中的至少一种。

5.如权利要求1所述的钢轨，其特征在于，所述钢轨的头部在室温下为珠光体和15％～50％铁素体的均匀混合组织。

6.如权利要求5所述的钢轨，其特征在于，所述钢轨的头部在室温下为珠光体和15％～30％铁素体的均匀混合组织。

7.一种制造如权利要求1所述的钢轨的方法，所述方法包括钢水冶炼及浇铸、轧制钢轨、轧后控制冷却和空冷放置，其特征在于，所述轧后控制冷却的步骤包括：将钢轨直立于辊道，通过辊道转运带动钢轨进入热处理机组，通过热处理机组向钢轨喷吹冷却介质，从而以1℃/s至4℃/s的冷却速率均匀冷却钢轨头部，至轨头顶面温度降至350℃～550℃时停止冷却。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在轧制钢轨的步骤中进行终轧后，先将钢轨冷却至低于奥氏体相区的温度，然后以1℃/s～20℃/s的速率将钢轨加热至奥氏体相区的温度区间，然后再执行所述轧后控制冷却的步骤。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述冷却介质为压缩空气、水汽混合物、油气混合物中的至少一种。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，最终所得的钢轨的头部在室温下为珠光体和15％～50％铁素体的均匀混合组织。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，最终所得的钢轨的头部在室温下为珠光体和15％～30％铁素体的均匀混合组织。

12.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述钢水冶炼及浇铸的步骤包括：采用转炉、电炉或平炉冶炼钢水，真空处理，在将钢水浇铸为方形坯或板坯后冷却或直接送至加热炉升温。

13.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述轧制钢轨的步骤包括：将升温至一定温度并保温一定时间的钢坯或连铸坯送入轧机，以轧制为所需断面的钢轨。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，在所述轧制钢轨的步骤中，将钢轨升温至1200℃～1300℃，并保温0.5h～2h。

15.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在轧后控制冷却之后，将冷却后的钢轨置于空气中自然冷却至室温。