[发明专利]轨头硬化层具有均匀硬度梯度的珠光体钢轨及其制备方法

权利要求书

1.一种制备轨头硬化层具有均匀硬度梯度的珠光体钢轨的方法，其特征在于，所述方法包括依次进行的转炉或电炉冶炼、LF炉精炼、RH或VD真空处理、连铸获得钢坯、对钢坯进行轧制、热处理和加工；

其中，所述热处理为多阶段冷却工艺，具体包括以下步骤：

(1)第一阶段冷却：待终轧后钢轨轨顶面温度在760～900℃之间时，以2～6℃/s的冷却速度对钢轨轨顶面、轨头两上圆角、轨头两侧面、轨头两下圆角进行加速冷却处理50～150秒；

(2)第二阶段冷却：将经过步骤(1)冷却后的钢轨以1～5℃/s的冷却速度对钢轨轨顶面、轨头两上圆角、轨头两侧面、轨头两下圆角进行加速冷却处理20～60秒；

(3)第三阶段冷却：将经过步骤(2)冷却后的钢轨空冷至室温；

控制钢轨化学成分，以重量百分比计，所述钢轨含有:0.65～0.85％的C，0.1～1％的Si，0.1～1.5％的Mn，≤0.03％的P，≤0.03％的S，0.01～0.2％的Cr，0.005～0.15％的Ni、0.001～0.3％的Mo和0.002～0.2％的V中的至少一种，余量为Fe和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的制备轨头硬化层具有均匀硬度梯度的珠光体钢轨的方法，其特征在于，以重量百分比计，所述钢轨含有:0.68～0.82％的C，0.2～0.7％的Si，0.6～1.2％的Mn，≤0.025％的P，≤0.02％的S，0.05～0.15％的Cr，0.005～0.1％的Ni、0.001～0.2％的Mo和0.02～0.1％的V中的至少一种，余量为Fe和不可避免的杂质。

3.根据权利要求1或2所述的制备轨头硬化层具有均匀硬度梯度的珠光体钢轨的方法，其特征在于，所述热处理中采用的冷却介质为水雾和/或压缩空气。

4.根据权利要求1或2所述的制备轨头硬化层具有均匀硬度梯度的珠光体钢轨的方法，其特征在于，所述连铸为大方坯保护连铸。

5.根据权利要求1或2所述的制备轨头硬化层具有均匀硬度梯度的珠光体钢轨的方法，其特征在于，所述对钢坯进行轧制前使用高压水除鳞。

6.根据权利要求1或2所述的制备轨头硬化层具有均匀硬度梯度的珠光体钢轨的方法，其特征在于，所述轧制在万能轧机中进行。

7.根据权利要求1或2所述的制备轨头硬化层具有均匀硬度梯度的珠光体钢轨的方法，其特征在于，所述空冷在步进式冷床上进行。

8.根据权利要求1或2所述的制备轨头硬化层具有均匀硬度梯度的珠光体钢轨的方法，其特征在于，所述加工过程包括：使用平立复合矫直机进行矫直。

9.权利要求1-8中任意一项所述的方法制备的轨头硬化层具有均匀硬度梯度的珠光体钢轨，其特征在于，所述钢轨的轨顶面的布氏硬度为360～400HB；所述钢轨的轨头部位具有超过25mm的硬化层，并且轨头内部深度每增加5mm，其硬化层的布氏硬度下降3～6HB。

10.根据权利要求9所述的轨头硬化层具有均匀硬度梯度的珠光体钢轨，其特征在于，所述钢轨的抗拉强度＞1200MPa，延伸率≥10％。