本發(fā)明涉及鋼鐵冶煉領(lǐng)域，特別涉及一種美洲鐵路用鋼軌及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
：美洲鐵路主要以重載貨運(yùn)為主，在重載鐵路曲線區(qū)段，鋼軌的主要傷損形式以磨耗為主，而改善鋼軌的耐磨性能可以提高鋼軌的使用壽命。對(duì)于珠光體組織，材料的硬度越高，耐磨損性能越好。2014年以前，包鋼出口巴西等國家美標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度SS300HB鋼軌，當(dāng)時(shí)按舊版美標(biāo)要求，軌頭踏面硬度≥300HB，延伸率≥9％。2014年版新美標(biāo)，成分C和Cr元素上限往高提了，其它成分不變，但性能要求卻大大提升：軌頭踏面硬度≥310HB，延伸率≥10％。為了適應(yīng)美洲鐵路重載耐磨的要求，需要盡快研制出軌頭踏面硬度在310HB以上，且延伸率不低于10％的SS310HB鋼軌，滿足美洲重載鐵路的使用要求，已經(jīng)越來越受到本領(lǐng)域技術(shù)人員的關(guān)注。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：有鑒于此，本發(fā)明提供一種美洲鐵路用鋼軌及其生產(chǎn)方法。本發(fā)明提供一種美洲鐵路用鋼軌，其包括：0.78～0.84wt％的C，0.50～0.58wt％的Si，1.12～1.22wt％的Mn，0.20～0.30wt％的Cr，0.005～0.009wt％的Mo，0.030～0.045wt％的Ni，不大于0.020wt％的P和S，不大于0.010wt％的Al，不大于0.010wt％的V，余量為鐵。進(jìn)一步地，所述鋼軌包括：0.82wt％的C，0.53wt％的Si，1.18wt％的Mn，0.22wt％的Cr，0.006wt％的Mo，0.037wt％的Ni，不大于0.020wt％的P和S，不大于0.010wt％的Al，不大于0.010wt％的V，余量為鐵。相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種美洲鐵路用鋼軌的生產(chǎn)方法，其包括：步驟a、冶煉；步驟b、VD處理；步驟c、連鑄；步驟d、軋制，開軋溫度控制在1100～1160℃，終軋溫度不大于930℃；步驟e、軋后冷卻，進(jìn)淬火機(jī)組冷速達(dá)到0.80～1.2℃/s。。進(jìn)一步地，所述步驟d中，鋼坯加熱時(shí)間大于4小時(shí)，均熱時(shí)間不少于50分鐘。進(jìn)一步地，鋼水中氫含量≤2.0ppm，鋼水或成品鋼軌總氧含量≤20ppm，鋼水氮含量≤60ppm。進(jìn)一步地，所述步驟e具體為：將軋后鋼軌以700～750℃的溫度送入淬火機(jī)組進(jìn)行風(fēng)冷冷卻至600～650℃，冷卻速度為0.8～1.2℃/s；之后，將鋼軌室溫冷卻。本發(fā)明提供一種美洲鐵路用鋼軌，其鋼軌組成中，通過鋼軌成分的優(yōu)化來提高鋼軌淬透性，并且通過添加微量Ni、Mo合金元素，使鋼種淬透性提高，細(xì)化珠光體片層，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鋼軌性能的強(qiáng)韌化。同時(shí)，添加微量Ni、Mo合金元素后，通過控制控制鋼開軋和軌終軋溫度，提高鋼軌軋后冷卻速度，可以細(xì)化相變前奧氏體晶粒、細(xì)化珠光體片層間距，從而達(dá)到提高鋼軌綜合性能指標(biāo)的目的。實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明提供的鋼軌硬度均在310HB以上，延伸率≥10％。滿足美洲重載鐵路的使用要求。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。圖1為本發(fā)明實(shí)施例2制備的鋼軌的顯微組織照片；圖2為本發(fā)明實(shí)施例3制備的鋼軌的顯微組織照片。具體實(shí)施方式本發(fā)明公開了一種美洲鐵路用鋼軌及其生產(chǎn)方法，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以借鑒本文內(nèi)容，適當(dāng)改進(jìn)工藝參數(shù)實(shí)現(xiàn)。特別需要指出的是，所有類似的替換和改動(dòng)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，它們都被視為包括在本發(fā)明。本發(fā)明的方法及應(yīng)用已經(jīng)通過較佳實(shí)施例進(jìn)行了描述，相關(guān)人員明顯能在不脫離本
發(fā)明內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)對(duì)本文所述的方法和應(yīng)用進(jìn)行改動(dòng)或適當(dāng)變更與組合，來實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)。本發(fā)明提供一種美洲鐵路用鋼軌，其包括：0.78～0.84wt％的C，0.50～0.58wt％的Si，1.12～1.22wt％的Mn，0.20～0.30wt％的Cr，0.005～0.009wt％的Mo，0.030～0.045wt％的Ni，不大于0.020wt％的P和S，不大于0.010wt％的Al，不大于0.010wt％的V，余量為鐵。進(jìn)一步地，該鋼軌其包括：0.82wt％的C，0.53wt％的Si，1.18wt％的Mn，0.22wt％的Cr，0.006wt％的Mo，0.037wt％的Ni，不大于0.020wt％的P和S，不大于0.010wt％的Al，不大于0.010wt％的V，余量為鐵。相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種上述美洲鐵路用鋼軌的生產(chǎn)方法，包括如下步驟：步驟a、冶煉；步驟b、VD處理；步驟c、連鑄；步驟d、軋制，開軋溫度控制在1100～1160℃，終軋溫度不大于930℃；步驟e、軋后冷卻，進(jìn)淬火機(jī)組冷速達(dá)到0.80～1.2℃/s。本發(fā)明提供一種美洲鐵路用鋼軌，其鋼軌組成中，通過鋼軌成分的優(yōu)化來提高鋼軌淬透性，并且通過添加微量Ni、Mo合金元素，使鋼種淬透性提高，細(xì)化珠光體片層，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鋼軌性能的強(qiáng)韌化。同時(shí)，添加微量Ni、Mo合金元素后，通過控制控制鋼開軋和軌終軋溫度，提高鋼軌軋后冷卻速度，可以細(xì)化相變前奧氏體晶粒、細(xì)化珠光體片層間距，從而達(dá)到提高鋼軌綜合性能指標(biāo)的目的。優(yōu)選地，上述步驟e具體為：將軋后鋼軌以700～750℃的溫度送入淬火機(jī)組進(jìn)行風(fēng)冷冷卻至600～650℃，冷卻速度為0.8～1.2℃/s；之后，將鋼軌室溫冷卻。即在微調(diào)整合金元素Ni、Mo的基礎(chǔ)上，走余熱淬火線進(jìn)行風(fēng)冷，即提高相變前的冷速，降低相變溫度，從而提高鋼軌的強(qiáng)度和韌性。此步驟更有選地，鋼軌相變溫度大概在600℃左右，讓軋后100m長鋼軌以720℃左右的溫度入淬火機(jī)組，經(jīng)過風(fēng)冷后，以650℃溫度機(jī)組再上冷床，相變前冷速由之前冷床上的0.5℃/s增加到0.85℃/s，提高了相變前的冷速，從而降低了相變溫度，讓相變時(shí)間更長一些，使組織更均勻，進(jìn)而提高鋼軌的強(qiáng)度和韌性。優(yōu)選地，所述步驟d中，鋼坯加熱時(shí)間大于4小時(shí)，均熱時(shí)間不少于50分鐘。優(yōu)選地，鋼水中氫含量≤2.0ppm，鋼水或成品鋼軌總氧含量≤20ppm，鋼水氮含量≤60ppm。下面結(jié)合實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明：實(shí)施例1-3鋼軌成分列于表1：表1實(shí)施例鋼軌成分(余量為鐵)生產(chǎn)工藝1、冶煉，鋼水中氣體成分列于表2；VD處理。表2鋼水中氣體成分列表(ppm)[H][O][N]實(shí)施例10.21237實(shí)施例22.02048實(shí)施例31.515402、連鑄，鑄坯硫印檢驗(yàn)結(jié)果：夾雜物均為1級(jí)，中心裂紋1級(jí)比率占39.2％外，其它均為0級(jí)；3、軋制，工藝參數(shù)列于表3；表3軋制工藝參數(shù)加熱時(shí)間均熱時(shí)間開軋溫度終軋溫度實(shí)施例14h50min1100℃930℃實(shí)施例26h55min1160℃960℃實(shí)施例35h60min1130℃950℃4、軋后冷卻：讓軋后100m長鋼軌以720℃左右的溫度入淬火機(jī)組，經(jīng)過風(fēng)冷后上冷床；淬火機(jī)組內(nèi)的風(fēng)冷速度依次為0.8℃/s、0.85℃/s、1.2℃/s。實(shí)施例2和實(shí)施例3制備的鋼軌的顯微組織照片請(qǐng)參見圖1和圖2。對(duì)實(shí)施例1至實(shí)施例3制備的鋼軌進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果列于表4。表4鋼軌力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果由上述內(nèi)容可知，本發(fā)明提供的鋼軌硬度均在310HB以上，延伸率≥10％。滿足AREMA-2014標(biāo)準(zhǔn)要求。對(duì)上述實(shí)施例制備的鋼軌進(jìn)行全面的性能檢驗(yàn)，內(nèi)部潔凈度、氣體含量、低倍和顯微組織等完全滿足AREMA-2014標(biāo)準(zhǔn)和用戶要求，特別是鋼的潔凈度、性能大大超過標(biāo)準(zhǔn)要求。實(shí)施例4采用實(shí)施例3制備的鋼軌為實(shí)驗(yàn)材料，在Gleeble熱模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)上測(cè)定其連續(xù)冷卻相變曲線，試樣奧氏體化溫度810℃，保溫10min，而后分別以0.5、1、2、3、4、5、6、8、10℃/s連續(xù)冷卻。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：鋼軌在0.5～2℃/s冷速范圍內(nèi)均發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變，且隨著冷速增加，珠光體開始轉(zhuǎn)變溫度逐漸降低，當(dāng)冷速大于2℃/s后，部分淬透性較強(qiáng)區(qū)域不發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3