[发明专利]一种减少过共析钢轨网状渗碳体析出的热处理方法

说明书

本发明涉及钢轨热处理技术领域，具体涉及一种减少过共析钢轨网状渗碳体析出的热处理方法。本发明提供的热处理方法，包括以下步骤：将轧态或热处理态过共析钢轨加热到900℃以上，进行保温，得到奥氏体化钢轨；将所述奥氏体化钢轨先以第一冷却速度冷却至等温温度，等温30～50s；然后以第二冷却速度冷却至终冷温度400℃以下；再自然冷却至室温；所述等温温度为600～630℃；所述第一冷却速度和第二冷却速度独立为8～10℃/s。实施例结果表明，采用本发明提供的热处理方法能够有效减少过共析钢轨网状渗碳体析出，提高过共析钢轨的力学性能。

技术领域

本发明涉及钢轨热处理技术领域，具体涉及一种减少过共析钢轨网状渗碳体析出的热处理方法。

背景技术

钢轨作为铁路交通的重要组成部分，其使用性能对于保障行车安全与铁路运营效率显得尤为重要。随着经济发展，重载铁路运量的不断提升，轮轨间的接触条件愈为恶劣，钢轨侧磨和剥离掉块等伤损日益严重，而传统珠光体型钢轨已不能满足当前使用需求。过共析钢轨最早由日本研究人员研发，其具有较高碳含量及渗碳体密度，而较大的碳含量可以使得其在热处理之后获得很高的强度和硬度，且渗碳体密度的提高使其抗滚动接触疲劳性能及耐磨损性能提升，可在大运量重载线路及小半径路线上使用。但是随着碳含量的增多会导致晶界处网状渗碳体的析出，微裂纹易于在渗碳体处形成并沿着连续网状不断扩展，对钢轨的力学性能产生不良影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种减少过共析钢轨网状渗碳体析出的热处理方法，采用本发明提供的热处理方法能够有效地减少过共析钢轨中有害组织网状渗碳体的析出，提高过共析钢轨的力学性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种减少过共析钢轨网状渗碳体析出的热处理方法，包括以下步骤：

将轧态或热处理态过共析钢轨加热到900℃以上，进行保温，得到奥氏体化钢轨；

将所述奥氏体化钢轨先以第一冷却速度冷却至等温温度，等温30～50s；然后以第二冷却速度冷却至终冷温度400℃以下；再自然冷却至室温；所述等温温度为600～630℃；所述第一冷却速度和第二冷却速度独立为8～10℃/s。

优选地，所述第一冷却速度和第二冷却速度相同。

优选地，所述轧态或热处理态过共析钢轨的碳含量为0.94～1.00wt.％。

优选地，以质量百分比计，所述轧态或热处理态过共析钢轨的化学成分包括：C0.94～1.00％，Si 0.45～0.80％，Mn 0.75～1.25％，P≤0.015％，S≤0.010％，Cr+Nb+Ni0.625％，余量为铁。

本发明提供了一种减少过共析钢轨网状渗碳体析出的热处理方法，包括以下步骤：将轧态或热处理态过共析钢轨加热到900℃以上，进行保温，得到奥氏体化钢轨；将所述奥氏体化钢轨先以第一冷却速度冷却至等温温度，等温30～50s；然后以第二冷却速度冷却至终冷温度400℃以下；再自然冷却至室温；所述等温温度为600～630℃；所述第一冷却速度和第二冷却速度独立为8～10℃/s。本发明先将轧态或热处理态过共析钢轨加热到900℃以上，使得原材料中不均匀分布和粒度不均的碳化物完全固溶，充分奥氏体化；本发明先以8～10℃/s的速度冷却至600～630℃，并在该温度下等温30～60s，能够有效细化珠光体片层间距，避免出现网状渗碳体；接着以8～10℃/s的速度冷却至终冷温度400℃以下。实施例结果表明，采用本发明提供的热处理方法能够有效减少过共析钢轨网状渗碳体析出，提高过共析钢轨的力学性能，硬度为396～415HB，抗拉强度为1312～1437MPa，屈服强度为800～911MPa，延伸率为12.24～16.80％，断面收缩率为20.79～25.70％。

另外，本发明提供的热处理方法简便易操作，适宜工业化应用。

附图说明