[发明专利]耐大气腐蚀钢轨及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冶金及金属材料技术，具体说，涉及一种耐大气腐蚀钢轨及其制造方法。

背景技术

据美国宇航局2010年9月21日发布的全球空气质量地图显示，我国空气中各种悬浮颗粒的总量是国外大部分国家和地区的十多倍，钢轨的大气腐蚀程度也相应加重，这与我国钢轨使用寿命只有国外同类产品的十分之一的现象相吻合。另外，随着我国汽车使用数量的与日俱增，大气污染有更加恶化的趋势。可以推断，今后我国钢轨的腐蚀现象将变得越来越严重。大气腐蚀已经成为影响钢轨服役寿命的重要因素。

为了解决目前钢轨的腐蚀问题，以提高钢轨的耐蚀性和铁路运行安全性，印度材料科学和工程研究院等设计了抗拉强度为880MPa级钢轨Cr－Cu－Ni(命名为NCC)珠光体轨钢，其耐缝隙腐蚀性、耐大气腐蚀性均优于印度当前所用的标准典型C－Mn轨钢。

武钢研发了抗拉强度为980MPa级耐蚀钢轨U68CuCr。耐腐蚀性能明显优于强度级别相同的钢轨。这种钢轨不仅具有晶粒细、强度高、韧性好等特点，改善了在特定环境中传统钢轨局部坑蚀严重的现象，而且耐腐蚀性能明显优于强度级别相同的钢轨。

对于980MPa以上级别的耐候、耐蚀钢轨还是空白，在一些货运、重载铁路中同样需要钢轨的高强度和耐蚀性。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种耐大气腐蚀钢轨及其制造方法，生产出来的钢轨具有良好的强度、耐大气腐蚀性能。

技术方案如下：

一种耐大气腐蚀钢轨的制造方法，包括：

转炉冶炼；转炉出钢温度1605-1660℃，钢水碳质量百分含量0.04-0.13％，磷质量百分含量0.004-0.017％，硫质量百分含量≤0.030％；

钢包精炼炉生产，精炼就位温度1522-1598℃，精炼离位温度1613-1650℃，精炼处理时间25-58min；真空脱气炉生产，真空处理时间20～30min，深真空度19～25kpa，脱气后温度1500～1580℃，静置时间12～30min；

连铸生产；过热度控制在19-30℃之间，拉速在0.65-0.85m/min之间。

进一步：还包括钢轨轧制步骤，钢坯出炉温度为1080℃～1160℃，加热段温度1100℃～1300℃，均热段温度1100℃～1280℃，开轧温度控制在1080℃～1160℃。

进一步：成品钢轨的化学成分按重量百分比包括：C：0.55％～0.75％、Si：0.60％～1.2％、Mn：1.1％～1.8％、Cu：0.20％～0.50％、Cr：0.20％～0.40％、La：0.01～0.04％、P：≤0.035％、S：≤0.025％和Al：≤0.005。

进一步：供转炉铁水要求磷质量百分含量≤0.13％，硫质量百分含量≤0.05％。

进一步：钢包精炼炉生产过程中，根据钢水成分及温度变化进行加辅料造渣，加合金进行微调和升温操作。

一种耐大气腐蚀钢轨，其化学成分按重量百分比包括C：0.55％～0.75％、Si：0.60％～1.2％、Mn：1.1％～1.8％、Cu：0.20％～0.50％、Cr：0.20％～0.40％、La：0.01～0.04％、P：≤0.035％、S：≤0.025％和Al：≤0.005。

与现有技术相比，本发明技术效果包括：

本发明得到的钢轨的抗拉强度高(抗拉强度达到1080MPa级)，同时钢轨提高了耐腐大气腐蚀性能。

具体实施方式

下面参考示例实施方式对本发明技术方案作详细说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

耐大气腐蚀钢轨的制造方法，具体包括以下步骤：

1、转炉冶炼。

为保证产品质量及对成品成分的精确控制，供转炉铁水要求：按质量百分数磷含量≤0.13％，硫含量≤0.05％。在转炉冶炼过程中加入白灰、白云石、萤石等造渣辅料，出钢过程中根据成品XF120成分要求加入硅铁、硅锰和铝硅锰进行脱氧合金化。

转炉终点钢水的碳含量、磷含量(质量百分数)及出钢温度如下：

出钢温度1605-1660℃，平均1635℃；碳含量0.04-0.13％，平均0.08％；磷含量0.004-0.017％，平均0.12％，硫含量≤0.030％。

2、LF、VD炉生产。