一种降低钢轨脱碳层厚度的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113789433A(43)申请公布日2021.12.14(21)申请号202111101690.6C22C38/18(2006.01)(22)申请日2021.09.18(71)申请人攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司地址617000四川省攀枝花市东区桃源街90号(72)发明人杨大巍邓勇袁俊汪渊(74)专利代理机构北京连和连知识产权代理有限公司11278代理人杨帆李红萧(51)Int.Cl.C21D6/00(2006.01)C21D9/04(2006.01)C22C38/02(2006.01)C22C38/04(2006.01)权利要求书1页说明书8页(54)发明名称一种降低钢轨脱碳层厚度的方法(57)摘要本发明提供了一种降低钢轨脱碳层厚度的方法，按照以下公式确定钢轨脱碳程度系数DI：DI＝(4.61[％C]+2.62[％Si]‑2.25[％Mn]‑3.78[％Cr])/0.5，式中：[％C]为钢轨中C元素的质量含量；[％Si]为钢轨中Si元素的质量含量；[％Mn]为钢轨中Mn元素的质量含量；[％Cr]为钢轨中Cr元素的质量含量；其中，脱碳程度系数DI与[％C]+[％Si]+[％Mn]+[％Cr]的值之间满足预定的匹配关系。本发明通过对影响脱碳的C、Si、Mn、Cr等主要化学元素的添加量进行优化，并且将[％C]+[％Si]+[％Mn]+[％Cr]的值与脱碳程度系数DI进行匹配，建立各加热段精准化的加热温度、加热时间、加热炉内空气过剩系数，从而使钢轨脱碳层厚度显著降低，同时强韧性匹配和耐磨损性能得到提高，采用本发明生产的产品获得更加优异线路服役性能，更适用于高速铁路。CN113789433ACN113789433A权利要求书1/1页1.一种降低钢轨脱碳层厚度的方法，其特征在于，按照以下公式确定钢轨脱碳程度系数DI：DI＝(4.61[％C]+2.62[％Si]‑2.25[％Mn]‑3.78[％Cr])/0.5式中：[％C]为钢轨中C元素的质量含量；[％Si]为钢轨中Si元素的质量含量；[％Mn]为钢轨中Mn元素的质量含量；[％Cr]为钢轨中Cr元素的质量含量；其中，脱碳程度系数DI与[％C]+[％Si]+[％Mn]+[％Cr]的值之间满足预定的匹配关系。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定的匹配关系为：脱碳程度系数DI为4.5‑7.0，并且[％C]+[％Si]+[％Mn]+[％Cr]的值为1.85‑3.02质量％。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钢轨的化学成分为：C：0.70‑0.82质量％、Si：0.50‑0.80质量％、Mn：0.60‑1.20质量％、Cr：0.05‑0.20质量％，以及，还包括V、Al和Co中的一种或几种，其中，V：0.01‑0.05质量％、Al：0.003质量％以下、Co：0.03质量％以下。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，经连铸后对钢坯进行加热，依次经过预热段、加热段和均热段，其中，预热段时间为30‑80min，预热段温度为540‑800℃；加热段时间为120‑180min，加热段温度为990‑1200℃；均热段时间为10‑30min，均热段温度为1150‑1250℃。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步进式加热炉中对钢坯进行加热。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，预热段空气过剩系数为1.05‑1.20，加热段空气过剩系数为0.90‑1.05，均热段空气过剩系数为0.85‑1.00。7.根据权利要求1‑6任一项所述的方法，其特征在于，还包括将钢坯在线轧制成60‑75kg/m的钢轨。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括对钢轨进行在线热处理，在线热处理工序包括：将终轧后的有余热的钢轨空冷至820‑890℃，然后对钢轨轨头实施压缩气剂混合气冷却，当将钢轨轨头冷却至400‑560℃时，将钢轨空冷至室温。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，钢轨轨头的冷却速率为1.0‑5.2℃/s。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在线热处理工序之后还包括后处理工序，所述后处理工序包括对钢轨依次进行矫直、探伤和加工。2CN113789433A说明书1/8页一种降低钢轨脱碳层厚度的方法技术领域[0001]本发明涉及钢轨轧制技术领域，具体涉及一种降低高速铁路钢轨脱碳层厚度的方法。背景技术[0002]钢轨作为铁路的走行部件，其质量的优劣、性能的高低严重制约着运输效率和行车安全，铁路运输速度的提升，对钢轨生产和品质提出了更高的要求。钢轨在制造过程中产生的脱碳现象不可避免，但钢轨表面产生脱碳层厚度直接影响着高速铁路轮轨关系匹配，导致接触应力变化，制约着行车安全，同时脱碳层厚度对钢轨的机