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1、10申请公布号CN102021481A43申请公布日20110420CN102021481ACN102021481A21申请号200910187462822申请日20090915C22C38/38200601C22C38/34200601C22C38/28200601C22C38/14200601C21D8/00200601C21D9/0420060171申请人鞍钢股份有限公司地址114021辽宁省鞍山市铁西区鞍钢厂区内72发明人陈昕杨玉金纪勇张序平杜斌左岩宁东赵长兴54发明名称一种微合金化贝氏体钢轨及其热处理方法57摘要本发明提供一种微合金化贝氏体钢轨，该钢轨含有C010040，SI0802。
2、00，MN080260，CR200，NB00050100，V001020，TI00010070，N0007，AL001，余量为FE和不可避免的杂质。本发明的热处理方法为钢轨经热轧以后先空冷至室温，再重新加热至8501000奥氏体化后，以00515/S的冷速冷至350200，随后空冷至室温。也可以是钢轨以1100900终轧结束后，以00510/S的冷速冷至350200，随后空冷至室温。采用本发明技术生产的贝氏体钢轨不含MO，成本低，强韧性能好。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页CN102021495A1/1页21一种微合金化贝氏体钢轨，其特征在。
3、于该钢轨含有重量百分比C010040，SI080200，MN080260，CR200，NB00050100，V001020，TI00010070，N0007，AL001，余量为FE和不可避免的杂质。2一种权利要求1所述微合金化贝氏体钢轨的热处理方法，其特征在于钢轨经热轧以后先空冷至室温，再重新加热至8501000奥氏体化后，以00515/S的冷速冷至350200，随后空冷至室温。3一种权利要求1所述微合金化贝氏体钢轨的热处理方法，其特征在于钢轨以1100900终轧结束后，以00510/S的冷速冷至350200，随后空冷至室温。权利要求书CN102021481ACN102021495A1/3页3。
4、一种微合金化贝氏体钢轨及其热处理方法技术领域0001本发明属于铁路钢轨技术领域，特别涉及一种含贝氏体组织的钢轨和该钢轨的生产方法。背景技术0002热轧贝氏体钢轨需要加入一定含量的MO元素，以提高钢轨的组织及性能稳定性。但MO元素的合金成本很高，致使钢轨的销售价格大幅提高，使铁路部门难以承受。如文献THEDEVELOPMENTOFBAINITICSTEELFORSPECIALRAILWAYSYSTEMREQUIREMENTS，39THMWSPCONFPROC，ISS，VOLXXXV，19981015介绍表明其研究的贝氏体钢轨中MO含量高达08。0003高速重载铁路要求钢轨不仅具有耐磨性能还应具有。
5、优异的耐滚动接触疲劳性能，贝氏体钢轨能够满足上述要求。贝氏体钢轨耐滚动接触疲劳性能优于珠光体钢轨已经在国际上取得广泛的共识。0004为了提高贝氏体钢轨的强韧性，在进行合金成分设计时，一般首选MO或NI等贵重元素。文献THEDEVELOPMENTOFBAINITICSTEELFORSPECIALRAILWAYSYSTEMREQUIREMENTS，39THMWSPCONFPROC，ISS，VOLXXXV，19981015介绍其开发的贝氏体钢轨的耐磨性是普通碳素珠光体钢轨的8倍，但其优选的化学成分中MO含量高达08，并且需要在550进行回火处理，钢轨回火处理的效率比较低，因此这种钢轨的生产成本使铁路。
6、部门难以承受。0005钢轨欠速淬火处理在珠光体钢轨上的应用已经比较成熟，且生产效率高，这种生产方式已被广泛采用。近年来人们也在努力开发淬火热处理贝氏体钢轨，如JP2007146237、JP2002249825和JP200198342日本专利均提出了淬火处理贝氏体钢轨的成分及工艺，但在化学成分的设计上都没有放弃采用MO、NI等贵重元素，而且上述专利均没有提出同时复合加入NB、V、TI的方法。发明内容0006本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种采用NBVTI复合微合金化或再加淬火处理的方法生产的低成本、强韧性优异的贝氏体钢轨。0007本发明是这样实现的该微合金化贝氏体钢轨含有重量百。
7、分比C010040，SI080200，MN080260，CR200，N0007，AL001，余量为FE和不可避免的杂质。在上述成分的基础上，采用微合金化的方法，同时复合加入NB、V、TI微合金元素，其中NB00050100，V001020，TI00010070。从而在钢轨的轧制温度范围内均能够析出一定NB、V、TI的碳氮化物，这种NB、V、TI的碳氮化物足以抑制钢轨轧制时奥氏体再结晶晶粒的长大，同时以碳氮化物作为贝氏体相变形核质点，增加形核数量，可以尽可能多地产生板条贝氏铁素体，使残余奥氏体板条化，限制MA岛的尺寸及所占的比例。说明书CN102021481ACN102021495A2/3页40。
8、008TI、NB、V三种微合金元素的单元碳氮化物在钢中的析出温度依次降低，析出第二相的颗粒尺寸依次减小。对于轧制道次多、轧制温度高且轧制工艺参数相对固定不变的钢轨轧制来说选择单元或二元微合金元素微合金化只能在轧制过程的某一温度区间内阻止再结晶奥氏体晶粒的长大，不能在比较宽的温度范围内，尤其是在钢轨终轧温度范围内，达到阻止奥氏体晶粒长大的目的，因此很难达到细化贝氏体组织的目的。研究表明形成多元微合金碳氮化物比形成纯的单元微合金碳氮化物更有利于其阻止再结晶奥氏体晶粒长大的作用。在钢轨的生产条件下，通过多元微合金化，几乎可以在所有轧制温度范围内都发生第二相的析出或第二相的长大，这就为我们优化第二相的。
9、析出行为，利用第二相阻止再结晶奥氏体晶粒的长大，得到细化的贝氏体组织，达到提高贝氏体钢轨的强韧化水平的目的。0009本发明钢轨热轧时即可实现较好的强韧性匹配。为能进一步提高强度，还可以采用欠速淬火工艺生产热处理贝氏体钢轨。即钢轨经热轧以后先空冷至室温，再重新加热至8501000奥氏体化，并以00515/S的冷速冷至350200，随后空冷至室温。也可以在线生产欠速淬火热处理钢轨，即钢轨1100900终轧以后，以00510/S的冷速冷至350200，随后空冷至室温。0010采用本发明技术生产的贝氏体钢轨成本低、性能好。不添加MO元素，可降低合金成本约2000元/吨。本发明不含MO的微合金化热轧贝氏体钢轨的强韧性远远超过不含MO未微合金化热轧贝氏体钢轨的水平；本发明不含MO微合金化热轧贝氏体钢轨经欠速淬火以后其强韧性进一步提高。各种钢轨的力学性能对比见表1。0011表1不同合金化及工艺方案的力学性能对比0012具体实施方式0013下面通过实施例对本发明作进一步的描述。0014本发明实施例贝氏体钢轨的成分和热处理工艺见表2。本发明实施例贝氏体钢轨的性能见表3。0015表2本发明实施例钢轨的成分和工艺说明书CN102021481ACN102021495A3/3页500160017表3发明实施例钢轨的力学性能0018说明书CN102021481A。