[发明专利]制造头部硬化的过共析钢轨的方法

权利要求书

1.一种制造头部硬化的过共析钢轨的方法，其包括对钢轨进行头部硬化，该钢轨具有的组合物按重量计包括0.86-1.00%的碳、0.40-0.75%的锰、0.40-1.00%的硅、0.05-0.15%的钒、0.015-0.030%的钛以及足够的与钛反应以形成氮化钛的氮，所述头部硬化在一冷却速率下进行，如果绘制在xy坐标曲线图中，其中x轴代表用秒表示的冷却时间，y轴代表用摄氏度表示的钢轨的头部的表面温度，那么该冷却速率保持在由连接xy坐标（0s，775°C）、（20s，670°C）和（110s，550°C）的上线限定的冷却速率上边界图线与由连接xy坐标（0s，750°C）、（20s，610°C）和（110s，500°C）的下线限定的冷却速率下边界图线之间的区域内。

2.根据权利要求1所述的方法，其中如果绘制在曲线图中，则该冷却速率从0秒到20秒的平均值在5-10°C/s的范围内，并且其中如果绘制在曲线图中，则该冷却速率从20秒到110秒大于与之对比的空冷速率。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其还包括在大约1600°C至大约1650°C的温度下，通过顺序添加锰、硅、碳和任选的铝，然后以任何顺序添加钛和钒或者组合添加钛和钒，而形成钢轨。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中该组合物按重量计还包括0.20-0.30%的铬。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中氮按重量计以0.0050至0.0150%的量出现在该组合物中。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中该钢轨具有头部部分，该头部部分具有完全珠光体微结构。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中该钢轨组合物按重量计具有0.90-1.00%的碳。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中该钢轨组合物按重量计具有超过0.0050%的氮。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中在距钢轨的头部表面上的每个点10mm的深度处，该钢轨的头部具有至少380HB的布氏硬度。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中在距钢轨的头部的中心表面点25mm的深度处，该钢轨的头部具有至少370HB的布氏硬度。

11.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中在距钢轨的头部的运行表面的竖直中心线上的每个点0-25mm范围内的整个深度处，该钢轨的头部具有370-410HB范围内的布氏硬度值。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述头部硬化包括将水喷在钢轨上。

13.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述头部硬化包括将水直接喷在钢轨的头部的顶部、侧部、下角部和下表面上，喷在钢轨的腹板的两侧上，并且喷在钢轨的基部上。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其中在头部硬化的初始阶段喷出的水的温度为10°C至15°C。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其还包括在所述喷水期间以0.65m/s至0.85m/s的行进速度移动钢轨。