[发明专利]一种提高贝氏体钢轨用钢热轧态伸长率的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高贝氏体钢轨用钢热轧态伸长率的工艺方法，属钢铁冶金领域。 

背景技术

塑性是钢的重要力学指标，一般用静拉伸时的伸长率和断面收缩率来表示。在TB/T3276-2011《高速铁路用钢轨》中，伸长率A和抗拉强度Rm、轨头顶面中心线硬度HBW一起作为钢轨必须检测的力学性能指标，足见其重要性。

一般改变钢塑性的途径是：在提高均匀塑性的同时，尽量避免或推迟微孔坑的形成。细化晶粒可以减弱应力集中，推迟孔坑或微裂纹的形成，提高伸长率。钢中第二相粒子常常通过本身断裂，或者与基体的界面开裂，形成诱发微孔坑的部位，所以为改善塑性，钢中的第二相应为球状、细小、均匀、弥散的分布。

钢锭在凝固过程中溶质再分布，凝固后合金元素分布不均匀，会产生枝晶偏析，经常用扩散退火来减轻或消除枝晶偏析。

扩散退火又称均匀化退火，它是将钢锭、铸件或锻坯加热至略低于固相线的温度下长时间保温，然后缓慢冷却以消除化学成分不均匀现象的热处理工艺。其目的是消除铸锭或铸件在凝固过程中产生的枝晶偏析及区域偏析，使成分和组织均匀化。

有文献报道对空冷贝氏体钢5Cr3Mo2VNb 进行扩散退火，可减轻其晶内成分偏析, 使组织均匀, 强度与韧性明显提高，但没有提到对伸长率的影响。（扩散退火对铸造空冷贝氏体钢组织与性能的影响[J],金属热处理，1999，7:7-10）

另一文献报道锻前高温扩散对2.25Cr-1Mo-0.25V钢锻后纵向力学性能的影响，合金元素Cr、Mo的偏析程度随锻前高温扩散保温时间的增加而降低; 锻比较小时, 纵向屈服强度、纵向冲击韧性随保温时间的增加同时增大; 锻造比达到某一数值后, 纵向屈服强度、纵向冲击韧性不再随保温时间规律性变化; 锻前高温扩散保温时间对纵向抗拉强度基本无影响。同样该文献没有提到锻前高温扩散对该钢伸长率的影响。（锻前高温扩散对低合金钢力学性能影响的试验研究[J], 塑性工程学报,2007,14(2):64-68）

发明内容

本发明的目的是针对上述研究内容的局限性，提供一种一种提高贝氏体钢轨用钢热轧态伸长率的工艺方法，其目的是在不改变化学成分、冶炼、轧制工艺的情况下，提高贝氏体钢轨用钢热轧态的伸长率。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

（1）用25kg真空感应炉冶炼微合金化贝氏体钢轨用钢，其化学成分（wt%）：C:0.20～0.40，Si:0.35～1.60，Mn:0.60～2.0，Cr：0.70～1.80，Ni：0～0.6，Mo：0.20～0.50，Cu：0～0.02，A1:0.03～0.80, Nb：0.01～0.06，V:0.08～0.20, RE:0～0.03，S:≤0.015、P:≤0.025,其余为铁元素及不可避免的杂质；

（2）钢锭在轧制前进行扩散退火，其热处理工艺为：钢锭的加热速度≤300℃/h，加热温度为1200～1280℃，保温4～6h，炉冷。

本发明的有益效果是：在不改变化学成分、冶炼、轧制工艺的情况下，提高了贝氏体钢轨用钢热轧态的伸长率。

具体实施方式

采用25kg真空感应炉冶炼3种不同成分的微合金化贝氏体钢轨用钢6炉，每种成分2炉。表1为本发明中贝氏体钢轨用钢的化学成分。

选3种不同成分的钢锭各1炉进行扩散退火，其热处理工艺为：钢锭的加热速度200℃/h，加热温度为1250℃，保温5h，炉冷。

采用相同的轧制工艺轧钢，轧制工艺为：钢锭的加热速度200℃/h，加热温度为1250℃，初始成型温度为1200℃，终成型温度930℃；终轧厚度为21mm，轧后空冷至室温。其6炉钢的轧态力学性能如表2所示。

表1为本发明中贝氏体钢轨用钢的化学成分

表2为本发明中实施例的热轧态力学性能