[发明专利]一种高强度、高硬度在线热处理稀土钢轨材料及其生产方法

说明书

本发明公开了一种高强度、高硬度在线热处理稀土钢轨材料，包括如下质量百分比的化学成分：C：0.93～1.0％；Si：05～0.6％；Mn：0.9～1.0％；P≤0.020％；S≤0.020％；Cr：0.15～0.3％；Nb：0.01～0.05％；Ni：0.15～0.5％；Ce：0.001％，余量为Fe及不可避免的杂质。还公布其生产方法。本发明制备的钢轨材料的抗拉强度≥1330MPa，伸长率≥9％，钢轨踏面硬度≥400HB。

技术领域

本发明涉及冶金材料领域，尤其涉及一种高强度、高硬度在线热处理稀土钢轨材料及其生产方法。

背景技术

铁路运输在国民经济建设中的地位举足轻重，并日益向着大运量和高效化的方向快速发展。因此对钢轨的强度和硬度提出了更高的要求，尤其在小曲线半径或弯道多的路段，常用的热轧U75V和U71Mn钢轨表现出不耐磨、易伤损等问题。为提高钢轨使用性能和延长钢轨寿命，高强度高硬度钢轨的开发成为重要课题，具有广阔的市场前景和良好的经济效益。

发明内容

为了解决上述技术问题。本发明的目的是提供一种高强度、高硬度在线热处理稀土钢轨材料及其生产方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种高强度、高硬度在线热处理稀土钢轨材料，包括如下质量百分比的化学成分：C：0.93～1.0％；Si：05～0.6％；Mn：0.9～1.0％；P≤0.020％；S≤0.020％；Cr：0.15～0.3％；Nb：0.01～0.05％；Ni：0.15～0.5％；Ce：0.001％，余量为Fe及不可避免的杂质。

一种高强度、高硬度在线热处理稀土钢轨材料的生产方法，包括：冶炼、加热、轧制、空冷和热处理。

进一步的，加热温度为1200℃；出炉温度不低于1100℃；轧制温度1080℃～1150℃，终轧温度930℃～950℃。

进一步的，具体包括：

1)铁水预处理：铁水中的硫含量≤0.05％；

2)转炉冶炼：出钢C≥0.08％，出钢温度≥1600℃，出钢后加入白灰、硅钙钡和萤石，进行脱氧和对炉渣改质，出钢过程中保证吹氩效果，钢水精炼就位时顶渣没有结坨现象；

3)LF炉精炼：LF精炼时控制炉渣碱度≥2.0，离位温度1490～1555℃；

4)VD真空脱气：深真空脱气时间≥15min，真空脱气后软吹时间≥14min，软吹过程控制好氩气流量，防止钢液剧烈翻滚，出现卷渣现象；

5)连铸：连铸过程采用保护浇铸，采用低铝保护渣，二冷段采用超弱冷配水，全程恒拉速操作，开启铸机电磁搅拌和轻压下，保证铸坯质量；

6)钢坯加热：铸坯加热总时间≥2.5小时，其中加热炉预热段温度≤800℃，加热一段温度≤1200℃，加热二段温度1100～1300℃，均热段：1100～1260℃；

7)轧制：铸坯经万能轧机轧制成钢轨，开轧温度控制在1080～1150℃，终轧温度930～950℃；

8)空冷和热处理工艺为在线，具体为：加热到930℃保温40分钟，空冷至700℃～765℃后雾冷加风冷热处理冷至490℃～550℃后空冷，随后降低气雾强度使钢轨内部返温和冷却强度相均衡，钢轨温度维持在450-480℃一定时间出热处理线，钢轨出热处理线后自然空冷至室温。

进一步的，所述步骤3)中钢水的化学成分重量百分比如下：C 0.86～0.98％；Si0.58～0.68％；Mn 0.85～1.10％；P≤0.020％；S≤0.025％；Cr:0.05～0.2％；Ni：0.05～0.2％，其余为Fe及不可避免的杂质。

进一步的，所述步骤7)中开轧温度为1140℃，终轧温度为935℃。