[发明专利]一种贝氏体钢轨及生产方法

说明书

本发明公开一种贝氏体钢轨及其生产方法，该贝氏体钢轨原料化学成分的质量百分比为：C：0.20～0.35％、Si：0.8～1.2％、Mn：1.8～2.2％、P≤0.035％、S≤0.035％、B：0.001～0.003％、V：0.06～0.08％、Ti：0.02～0.05％、Cr：0.1～0.3％、Cu≤0.02％、Mo＜0.005％、Als：0.015～0.035％、Ca：0.001～0.007％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。上述成分经过铁水脱硫、转炉冶炼、氩站、LF炉外精炼、RH真空脱气、连铸、钢坯加热及轧制和轧后热处理一系列工艺流程后，生产出组织均匀无偏析的贝氏体钢轨，其优点在于：本方法生产的贝氏体钢轨表面无脱碳组织，残余奥氏体含量低，不存在影响性能的马氏体，贵重金属添加少，大大降低了生产成本。

技术领域

本发明属于钢轨的生产技术领域，具体涉及一种贝氏体钢轨的生产方法。

背景技术

随着铁路列车向髙速重载的发展，钢轨的服役条件变得越来越苛刻。研究表明钢轨的主要失效方式为磨损和接触疲劳。钢轨的滚动接触疲劳伤损(RCF)是世界铁路运输中普遍存在的问题，不仅关系到铁路运输安全，也缩短了钢轨的使用寿命，增加了线路的维修养护成本。鉴于传统的珠光体钢轨钢不能同时兼顾抗磨损和抗接触疲劳性能的不足，各国铁路运输部门均开展了大量的研究，主要包括伤损机理的研究、新型抗接触疲劳钢轨材质的研究和钢轨打磨技术的研究。在新型钢轨材质研究方面，贝氏体钢以其优良的强韧性配合被誉为“21世纪的钢轨钢”。经合理的合金化和组织调控，贝氏体钢轨钢的抗磨损性能和抗接触疲劳性能均优于目前的珠光体钢轨钢。近年来，我国铁路提速后钢轨的伤损明显加剧，并以踏面斜裂纹、隐伤等新的滚动接触疲劳伤损形式呈现。因此，在开展钢轨打磨技术研究的同时，有必要开展新型钢轨材质的研究。

专利CN201110040453.3公开了一种非调质1000MPa级低碳贝氏体型高强度钢板的制造方法，该方法的工艺流程为：KR铁水预处理；转炉冶炼；密封吹氩气合金成分调整CAS处理；钢包炉精炼LF；真空脱气RH/VD；板坯连铸；板坯切割、精整；板坯冷装；板坯再加热；双机架控制轧制；预矫直；控制冷却；矫直；保温罩内自回火；空冷，得成品钢板。其缺点一是强度太低，不能满足钢轨的使用要求，而且工艺复杂，二是添加了贵重金属Mo+Ni，成本较高。

专利CN201110074144.8公开了一种低碳贝氏体工程机械用钢，化学成分及重量百分比含量为：C：0.05～0.10％、Si：0.20～0.50％、Mn：1.50～1.80％、S≤0.010％、P≤0.018％、Nb≤0.10％、Mo≤0.10％、Ti：0.010～0.040％、B：0.0010～0.0030％、Cr：0.20～0.50％、Al：0.015～0.050％，其余为Fe和微量杂质。利用现有设备，经铁水预处理、复吹转炉冶炼、LF精炼、RH精炼、板坯连铸，通过调整部分元素含量、微合金化处理、TMCP工艺生产、控制轧制和水冷，不需热处理，生产出具有强度高、低温韧性良好的贝氏体工程机械用钢。其缺点是强度太低，不能满足钢轨的使用要求。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种工艺简单、能耗较低、适合现有工业装备水平的生产技术。

为了实现上述目的，本发明提供一种新型贝氏体钢轨及其生产方法，如下：

一种贝氏体钢轨，原料化学成分的质量百分比为：C：0.20～0.35％、Si：0.8～1.2％、Mn：1.8～2.2％、P≤0.035％、S≤0.035％、B：0.001～0.003％、V：0.06～0.08％、Ti：0.02～0.05％、Cr：0.1～0.3％、Cu≤0.02％、Mo＜0.005％、Als：0.015～0.035％、Ca：0.001～0.007％，其余为Fe和不可避免的杂质。