[发明专利]一种重载铁路用钢轨材料及其生产方法

说明书

本发明公开了一种重载铁路用钢轨材料及其生产方法，其质量百分的化学成分：C 0.75％～0.80％；Si 0.62％～0.70％；Mn 0.92％～0.98％；P≤0.025％；S≤0.025％；V 0.04％～0.12％，其余为Fe，质量分数共计为100％。本发明采用280mm×380mm钢坯断面轧制钢轨，钢坯定尺长度9.53m，轧制出的75kg/m断面钢轨定尺长度达到100m，优化C、Si、Mn元素并添加V合金元素提高钢轨强度和硬度；轧制后利用钢轨余热进行热处理，快速冷却使得钢轨珠光体轨组织片层间距细化，来提高该钢轨材料的抗拉强度、硬度和韧性。

技术领域

本发明涉及冶金材技术料领，尤其涉及一种重载铁路用钢轨材料及其生产方法。

背景技术

随着铁路技术的发展，世界各国铁路正在朝着高速度、大轴重、高运量的方向迈进，为此各国货运铁路普遍采用重型断面钢轨，我国重载货运线(如大秦线、神朔线等)均采用自主研发的75kg/m断面钢轨，以提升钢轨使用过程中的承载力和安全性。但随着运量的加大使得钢轨及焊接接头伤损日趋严重，特别是在钢轨焊接接头处，断轨的风险加大。因此为确保重载线路运输安全，提出生产百米75kg/m高强度热处理钢轨，以减少焊接接头、提升钢轨使用寿命。

我国75kg/m断面钢轨已经生产多年，各家钢轨企业生产出的钢轨长度仅达到75m，主要是由于生产设备限制的因素，还不具备生产百米75kg/m钢轨的条件。

发明内容

本发明的目的是提供一种重载铁路用钢轨材料及其生产方法，通过延长75kg/m断面钢轨定尺长度和提高钢轨强度来实际解决重载铁路线耐磨性和焊接风险的问题；通过研究化学成分和性能作用机理，制定钢轨化学成分范围，采用轧制后在线热处理的方法，加快钢轨冷却速度，使得钢轨珠光体组织的片层间距细化，从而反映到力学性能的硬度和强度的提升，提高钢轨耐磨性。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种重载铁路用钢轨材料，其质量百分的化学成分：C 0.75％～0.80％；Si0.62％～0.70％；Mn 0.92％～0.98％；P≤0.025％；S≤0.025％；V 0.04％～0.12％，其余为Fe，质量分数共计为100％。

进一步的，其质量百分的化学成分：C 0.78％；Si 0.64％；Mn 0.95％；P≤0.025％；S≤0.025％；V 0.07％，其余为Fe，质量分数共计为100％。

进一步的，其质量百分的化学成分：C 0.78％；Si 0.66％；Mn 0.94％；P≤0.025％；S≤0.025％；V 0.06％，其余为Fe，质量分数共计为100％。

进一步的，其质量百分的化学成分：C 0.79％；Si 0.63％；Mn 0.98％；P≤0.025％；S≤0.025％；V 0.07％，其余为Fe，质量分数共计为100％。

进一步的，其质量百分的化学成分：C 0.78％；Si 0.67％；Mn 0.95％；P≤0.025％；S≤0.025％；V 0.06％，其余为Fe，质量分数共计为100％。

进一步的，其质量百分的化学成分：C 0.80％；Si 0.65％；Mn 0.97％；P≤0.025％；S≤0.025％；V 0.08％，其余为Fe，质量分数共计为100％。

进一步的，其质量百分的化学成分：C 0.79％；Si 0.66％；Mn 0.96％；P≤0.025％；S≤0.025％；V 0.08％，其余为Fe，质量分数共计为100％。

一种重载铁路用钢轨材料的制备方法，包括：铁水预处理→复吹转炉冶炼→LF精炼→VD真空脱气→大方坯连铸；其中真空冶炼采用无铝脱氧合金化，钢坯断面280mm×380mm。

采用280mm×380mm铸坯断面生产75kg/m断面钢轨，包括：