專利名稱：熱處理用碳素鋼軌鋼的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種鋼材，尤其是一種熱處理用碳素鋼軌鋼。
背景技術：
目前，對鋼材的強化，尤其是鋼軌的強化一般是采用合金強化和熱處理強化。對鋼軌是采用采用合金強化還是熱處理強化，需綜合考慮一個國家的合金資源、鐵路運輸強度、和鋼軌的用量等因素。總的來說，一個國家的鋼軌用量較少、鐵路運輸強度不大的而且又富含強化鋼軌的合金元素，則宜對鋼軌采用合金強化。反之，則宜對鋼軌進行熱處理強化。例如前蘇聯、美國、日本等一直以發展熱處理鋼軌為主，西歐一些國家以發展合金強化鋼軌為主。我國目前以熱軋態交貨的鋼軌，主要鋼種有U71Mn、PD3和BNbRE等，以熱處理狀態交貨的鋼軌，主要鋼種有U71Mn和PD3。對熱處理鋼軌而言，要獲得良好的強韌性，必須使鋼軌熱處理硬化層獲得全細珠光體組織。因此，除在熱處理技術上對鋼軌的淬火冷卻速度進行控制外，鋼種本身得到全細珠光體組織的冷卻速度范圍的寬窄程度起著非常重要的作用，它將影響熱處理工藝技術研究和產品質量的穩定。對于抗拉強度達到1180MPa的U71Mn熱處理鋼軌，由于增加鋼的淬透性元素錳的含量較高(Mn1.0～1.5％)，使得該鋼軌得到全細珠光體組織的冷卻速度范圍窄，根據測定的CCT曲線(連續冷卻變態曲線)，其得到全細珠光體組織的冷卻速度為0.5～5.5℃/s，從而大大增加了鋼軌的熱處理工藝控制難度，同時，錳含量高容易產生區域偏析，更不利于得到全細珠光體組織。對于抗拉強度達到1400MPa的高硅微釩的PD3熱處理鋼軌，因鋼中的Si含量較高(Si0.60～0.90％)，此含量的Si，在共析和亞共析鋼中將降低鋼的臨界冷卻速度，使C曲線(過冷奧氏體等溫轉變曲線)右移，同時V固溶于奧氏體中也有類似的作用，因此該鋼種得到全細珠光體組織的冷卻速度范圍也較窄，根據測定的CCT曲線，其得到全細珠光體組織的冷卻速度為1.0～3.0℃/s，使得該鋼軌鋼的熱處理工藝控制難度較U71Mn鋼軌鋼還大。
發明內容
為了克服現有熱處理鋼軌鋼冷卻速度范圍窄，使得熱處理工藝控制難度大的不足，本發明提供一種冷卻速度范圍寬，因而熱處理工藝容易控制的熱處理用碳素鋼軌鋼。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是熱處理用碳素鋼軌鋼，其特征是其主要化學成份按重量百分比計，包括0.66～0.86％C、0.15～0.35％Si、0.7～1.00％Mn，其余為鐵、其它微量元素和雜質。
本發明的有益效果是，采用上述主要化學成份的熱處理用碳素鋼軌鋼，根據測定的CCT曲線，其得到全細珠光體組織的冷卻速度范圍寬，熱處理工藝容易控制。通過控制合適的熱處理溫度和冷卻速度等有關熱處理工藝參數，硬化層深度大于15mm且硬度分布合理，抗拉強度σb為1100～1400MPa，伸長率δ5為10～15％，常溫沖擊韌性ak為14～33J/cm2，具有強度高、塑韌性好的綜合性能。
具體實施例方式
本發明的熱處理用碳素鋼軌鋼，其主要化學成份按重量百分比計，包括0.66～0.86％C、0.15～0.35％Si、0.7～1.00％Mn，其余為鐵、其它微量元素和雜質。所述雜質中，按重量百分比計P＜0.035％、S＜0.035％。根據測定的CCT曲線，其得到全細珠光體組織的冷卻速度為0.5～25℃/s，冷卻速度范圍寬，因而熱處理工藝容易控制。通過控制合適的熱處理溫度和冷卻速度等有關熱處理工藝參數，可使硬化層深度大于15mm且硬度分布合理，其抗拉強度σb為1100～1400MPa，伸長率δ5為10～15％，常溫沖擊韌性ak為14～33J/cm2，具有強度高、塑韌性好的綜合性能。
實施例1本發明的熱處理用碳素鋼軌鋼，其主要化學成份按重量百分比計，包括0.66％C、0.15％Si、0.70％Mn，其余為鐵、其它微量元素和雜質。其雜質中，按重量百分比計0.005％P、0.005％S。該熱處理用碳素鋼軌鋼可得到全細珠光體的金相組織，機械性能為σb-1120MPa，δ5-15％，ak-30J/cm2。
實施例2本發明的熱處理用碳素鋼軌鋼，其主要化學成份按重量百分比計，包括0.68％C、0.21％Si、0.78％Mn，其余為鐵、其它微量元素和雜質。其雜質中，按重量百分比計0.021％P、0.015％S。該熱處理用碳素鋼軌鋼可得到全細珠光體的金相組織，機械性能為σb-1130MPa，δ5-14％，ak-27J/cm2。
實施例3本發明的熱處理用碳素鋼軌鋼，其主要化學成份按重量百分比計，包括0.76％C、0.23％Si、0.90％Mn，其余為鐵、其它微量元素和雜質。其雜質中，按重量百分比計0.014％P、0.018％S。該熱處理用碳素鋼軌鋼可得到全細珠光體的金相組織，機械性能為σb-1210MPa，δ5-12％，ak-23J/cm2。
實施例4本發明的熱處理用碳素鋼軌鋼，其主要化學成份按重量百分比計，包括0.82％C、0.27％Si、0.9％Mn，其余為鐵、其它微量元素和雜質。其雜質中，按重量百分比計0.023％P、0.011％S。該熱處理用碳素鋼軌鋼可得到全細珠光體的金相組織，機械性能為σb-1350MPa，δ5-11％，ak-18J/cm2。
實施例5本發明的熱處理用碳素鋼軌鋼，其主要化學成份按重量百分比計，包括0.86％C、0.35％Si、1.0％Mn，其余為鐵、其它微量元素和雜質。其雜質中，按重量百分比計0.035％P、0.035％S。該熱處理用碳素鋼軌鋼可得到全細珠光體的金相組織，機械性能為σb-1400MPa，δ5-10％，ak-15J/cm2。
權利要求
1.熱處理用碳素鋼軌鋼，其特征是其主要化學成份按重量百分比計，包括0.66～0.86％C、0.15～0.35％Si、0.7～1.00％Mn，其余為鐵、其它微量元素和雜質。
2.如權利要求1所述的熱處理用碳素鋼軌鋼，其特征是所述主要化學成份按重量百分比計，包括0.66％C、0.15％Si、0.70％Mn，其余為鐵、其它微量元素和雜質。
3.如權利要求1所述的熱處理用碳素鋼軌鋼，其特征是所述主要化學成份按重量百分比計，包括0.68％C、0.21％Si、0.78％Mn，其余為鐵、其它微量元素和雜質。
4.如權利要求1所述的熱處理用碳素鋼軌鋼，其特征是所述主要化學成份按重量百分比計，包括0.76％C、0.23％Si、0.9％Mn，其余為鐵、其它微量元素和雜質。
5.如權利要求1所述的熱處理用碳素鋼軌鋼，其特征是所述主要化學成份按重量百分比計，包括0.82％C、0.27％Si、0.9％Mn，其余為鐵、其它微量元素和雜質。
6.如權利要求1所述的熱處理用碳素鋼軌鋼，其特征是所述主要化學成份按重量百分比計，包括0.86％C、0.35％Si、1.00％Mn，其余為鐵、其它微量元素和雜質。
7.如權利要求1至6任意一項所述的熱處理用碳素鋼軌鋼，其特征是所述雜質中，按重量百分比計，包括0.005～0.035％P、0.005～0.035％S。
全文摘要
本發明公開了一種熱處理用碳素鋼軌鋼，該熱處理用碳素鋼軌鋼，其主要化學成份按重量百分比計，包括0.66～0.86％C、0.15～0.35％Si、0.7～1.00％Mn，其余為鐵、其它微量元素和雜質。采用上述主要化學成份的熱處理用碳素鋼軌鋼，根據測定的CCT曲線，其得到全細珠光體組織的冷卻速度范圍寬，熱處理工藝容易控制。通過控制合適的熱處理溫度和冷卻速度等有關熱處理工藝參數，硬化層深度大于15mm且硬度分布合理，具有強度高、塑韌性好的綜合性能。
文檔編號C22C38/04GK1487111SQ0313549
公開日2004年4月7日 申請日期2003年7月29日 優先權日2003年7月29日
發明者蒲學坤, 鄒明, 鄧建輝, 梅東生, 徐權 申請人:攀枝花鋼鐵有限責任公司鋼鐵研究院