[发明专利]制造高强度起重机钢轨的方法

权利要求书

1.一种制造高强度的头部硬化的起重机轨的方法，所述方法包括以下步骤：

提供具有如下组成的钢轨，所述组成以重量百分比计包含：

碳0.79％至1.00％；

锰0.40至1.00；

硅0.30至1.00；

铬0.20至1.00；

钒0.05至0.35；

钛0.01至0.035；

氮0.002至0.0150；以及

余量为铁以及不可避免的杂质，所述钢轨在700℃至800℃的温度下提供；

以如下冷却速率冷却所述钢轨：所述冷却速率绘制在具有xy坐标的曲线图上，其中x轴代表以秒表示的冷却时间，y轴代表以℃表示的所述钢轨的头部的表面的温度，所述冷却速率保持在由连接xy坐标(0秒，800℃)、(40秒，700℃)和(140秒，600℃)的上线限定的上冷却速率边界曲线与由连接xy坐标(0秒，700℃)、(40秒，600℃)和(140秒，500℃)的下线限定的下冷却速率边界曲线之间的区域中，

其中绘制在所述曲线图上从0秒至20秒的所述冷却速率具有在大于或等于2.25℃/秒并且小于5℃/秒范围内的平均值，并且其中绘制在所述曲线图上从20秒至140秒的所述冷却速率具有在1℃/秒至1.5℃/秒范围内的平均值；此后，将所述钢轨空冷至室温。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述组成以重量百分比计包含：

碳0.8至0.9；

锰0.7至0.8；

硅0.5至0.6；

铬0.2至0.3；

钒0.05至0.1；

钛0.02至0.03；

氮0.008至0.01；以及

余量为铁以及不可避免的杂质。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述组成以重量百分比计包含：

碳0.87；锰0.76；硅0.54；铬0.24；钒0.089；钛0.024；磷0.011；硫0.006；氮0.009；以及余量为铁以及不可避免的杂质。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述起重机轨具有完全珠光体显微组织的头部。

5.根据权利要求2所述的方法，其中所述起重机轨具有完全珠光体显微组织的头部。

6.根据权利要求3所述的方法，其中所述起重机轨具有完全珠光体显微组织的头部。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述起重机轨的所述头部具有如下平均布氏硬度：在距离所述起重机轨头的顶部中心3/8英寸的深度处至少370HB；在距离所述起重机轨头的侧部3/8英寸的深度处至少370HB；以及在距离所述起重机轨头的所述顶部中心3/4英寸的深度处至少340HB。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述起重机轨具有至少120ksi的屈服强度；至少180ksi的极限拉伸强度；至少8％的总伸长率以及至少20％的截面收缩率。

9.根据权利要求1所述的方法，其中提供钢轨的所述步骤包括以下步骤：

在1600℃至1650℃的温度下形成钢的熔体，通过依次添加锰、硅、碳、铬，接着按任意顺序或者以组合的方式添加钛和钒来形成所述熔体；

对所述熔体进行真空脱气以进一步除去氧气、氢气和其他可能的有害气体；

将所述熔体浇铸成方坯；

将所浇铸的方坯加热至1220℃；

在初轧机采用多个道次将所述方坯轧制成“经轧制的”方坯；

将所述经轧制的方坯置于再加热炉中；

将所述经轧制的方坯再加热至1220℃，以提供均匀的轨轧制温度；

除去所述经轧制的方坯的氧化皮；

使所述经轧制的方坯依次通过粗轧机、中间粗轧机和精轧机以产生精轧钢轨，所述精轧机具有1040℃的输出精轧温度；

在高于900℃除去所述精轧钢轨的氧化皮以在所述精轧钢轨上获得均匀的二次氧化物；以及

将所述精轧轨空冷至700℃至800℃。