成，继续加速冷却已无显著意义。因此，所述第一冷却阶段使得 轨头表层温度降至350°C -550°C之间。优选地，所述第一冷却阶段将轨头表层温度降至 350-500 °C，更优选至 400-450 °C。
[0023] 根据本发明，待第一冷却阶段结束后，便可采用空冷的方式进行第二冷却阶段以 将轨头表层温度降至15_40°C (室温）。所述空冷是指采用空冷机将环境空气作为冷却介 质进行冷却的方式。
[0024] 根据本发明，通过上述方法获得钢轨可以在经平立复合矫直后即可获得成品钢 轨。
[0025] 本发明还提供了由上述方法制得的过共析钢轨。
[0026] 应当理解的是，本发明提供的过共析钢轨具有与上述钢坯组成一样的组成。并 且，通过本发明的方法，能够制得具有优良耐腐蚀性且拉伸性能较好的过共析钢轨，例如在 0. 05mol/L的似批03溶液中的腐蚀速率为I. 48g/m2 · h以下，在2重量％的NaCl溶液中的 腐蚀速率为lg/m2 *h以下，且抗拉强度能够达到1350MPa以上，延伸率在9%以上。特别是 可以得到显微组织结构为珠光体+微量二次渗碳体的过共析钢轨。
[0027] 以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
[0028] 以下实施例所采用的钢坯的组成如表1中所示，对比例所采用的钢坯组成如表2 中所示，其中，除了表1和2中元素以外，余量为Fe和不可避免的杂质：
[0029] 表 1
[0034] 实施例 1-10
[0035] 本实施例用于说明本发明的过共析钢轨及其制备方法。
[0036] 分别将表1中的1#至10#钢坯在1200°C的加热炉内保温3h，得到表层温度为 1200°C的钢坯，将保温后的钢坯乳制成60kg/m的钢轨，终乳温度（终乳后的表层温度）为 910°C，将终乳后的钢轨的轨头表层温度自然冷却至805°C后，在钢轨的轨头顶面和两侧面 施加冷却介质，冷却介质为水雾混合气，使钢轨以2. 5°C /s的冷却速度进行第一阶段冷却 以将钢轨的轨头表层温度降至410°C;然后使得钢轨空冷至约20°C，并经过平立复合矫直后 获得钢轨Al至AlO。
[0037] 对比例 1-10
[0038] 按照实施例1的方法，不同的是采用的钢坯如表2中的1#至10#，制备得到钢轨为 Dl-DlO0
[0039] 测试例
[0040] 根据以下方法对实施例1-10和对比例1-10制备的钢轨Al-AlO和Dl-DlO进行性 能检测，具体地：
[0041] 按GB/T228. 1-2010《金属材料室温拉伸试验方法》测定钢轨的拉伸性能，测得的 Rni(抗拉强度）、A% (伸长率）如表3所示；
[0042] 按GB/T 13298-1991《金属显微组织检验方法》采用MeF3光学显微镜测定钢轨的 显微组织，测得显微组织结果如表3所示；
[0043] 模拟大气酸性及海洋环境周期浸润加速腐蚀试验，设定的参数如下，并按GB/T 16545-1996对试样表面的腐蚀产物进行清除，根据公式r ra"= mAAXt)计算腐蚀速率。其 中，m为失重量，单位是g ;A为试样表面面积，单位为m2, t为腐蚀时间，单位为h，其结果如 表3所示，其中，模拟大气酸性及海洋环境周期浸润加速腐蚀试验设定的参数如下：
[0044] ①温度：45 ±2 Γ
[0045] ②湿度：70±5%RH
[0046] ③每一个循环周期60±3min，其中，浸润时间12土 L 5min
[0047] ④循环周期：1〇〇次
[0048] ⑤烘烤后试样表面最高温度：70±10°C
[0049] ⑥溶液：
[0050] 大气酸性环境：0· 05mol/L NaHSO3的水溶液
[0051] 海洋环境：2重量％ NaCl的水溶液
[0052] 试验结束后，取出试样，流动水冲洗并自然过夜干燥后，称重。
[0053] 表 3
[0054]
[0055] 注：P+Fem C2m)是指珠光体+微量二次渗碳体，P+F(微）是指珠光体+微量铁素 体，P是指珠光体。
[0056] 通过上述试验结果可以看出，通过采用本发明的方法制得的过共析钢轨，表现 出了较好的显微组织构造、较好的抗拉强度、合适的拉伸率、优异的抗腐蚀性能。例如在 0· 05mol/L的似批03溶液中的腐蚀速率为I. 48g/m 2 · h以下（优选为1-1. 3g/m2 · h)，在2 重量％的NaCl溶液中的腐蚀速率为lg/m2 · h以下（优选为0. 6-0. 9g/m2 · h)，且抗拉强度 能够达到1350MPa以上（优选为1360-1460MPa)，延伸率在9 %以上（优选为10-12 % )，特 别是可以得到显微组织结构为珠光体+微量二次渗碳体的过共析钢轨。尤其是所得的钢轨 强度高于现有U75V、U71Mn热处理钢轨，能够满足重载铁路特别是小半径曲线路段的服役 需求。
[0057] 以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中 的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这 些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0058] 另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛 盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可 能的组合方式不再另行说明。
[0059] 此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本 发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
【主权项】
1. 一种过共析钢轨的制备方法，其特征在于，该方法包括： 将保温处理后的钢坯进行乳制得到钢轨，待轨头表层温度自然冷却至750-850°C后，采 用冷却介质进行第一冷却阶段以将轨头表层温度降至350-550°C，然后采用空冷的方式进 行第二冷却阶段以将轨头表层温度降至15-40°C，其中， 所述钢坯的组成为：〇. 86-1. 05重量％的C、0. 3-1重量％的Si、0. 5-1. 3重量％的Mn、 0? 15-0. 35 重量 ％ 的 Cr、0. 3-0. 5 重量 ％ 的 Cu、0. 02-0. 04 重量 ％ P、含量为 0? 02 重量 ％ 以下的S和含量为Cu的1/2-2/3的Ni，并含有V、Nb和Re中的至少一种，余量为Fe和不 可避免的杂质；其中，在满足含有V、Nb和Re中的至少一种的情况下，V的含量为0%或者 0.04-0. 12重量％，Nb的含量为0%或者0.02-0. 06重量％，Re的含量为0-0. 05重量％。2. 根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述钢坯中，C的含量为0. 9-1. 05重量％， Si的含量为0. 4-1重量％，Mn的含量为0. 8-1. 3重量％，P的含量为0. 025-0. 04重量％。3. 根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述钢坯中含有V、Nb和Re中的一种， 且所述钢坯含有〇. 04-0. 12重量％的V，或者所述钢坯含有0. 02-0. 06重量％的Nb，或者所 述钢坯含有0. 01-0. 05重量％重量％的Re。4. 根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其中，所述自然冷却将轨头表层温 度降至 780-850 °C。5. 根据权利要求4所述的制备方法，其中，所述自然冷却将轨头表层温度降至 800-840。。。6. 根据权利要求1-5中任意一项所述的制备方法，其中，所述第一冷却阶段将轨头表 层温度降至350-500 °C。7. 根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述第一冷却阶段将轨头表层温度降至 400-450。。。8. 根据权利要求1-7中任意一项所述的制备方法，其中，所述第一冷却阶段的冷却速 度为 1-5°C /s。9. 根据权利要求1-8中任意一项所述的制备方法，其中，所述第一冷却阶段是在所述 钢轨的轨头顶面和侧面施加冷却介质，所述冷却介质为压缩空气和/或水雾混和气。10. 由权利要求1-9中任意一项所述的方法制得的过共析钢轨。
【专利摘要】本发明公开了一种过共析钢轨的制备方法，该方法采用的钢坯的组成为：0.86-1.05重量％的C、0.3-1重量％的Si、0.5-1.3重量％的Mn、0.15-0.35重量％的Cr、0.3-0.5重量％的Cu、0.02-0.04重量％P、含量为0.02重量％以下的S和含量为Cu的1/2-2/3的Ni，并含有V、Nb和Re中的至少一种，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明还提供了上述方法制得的过共析钢轨。通过采用本发明的过共析钢轨的制备方法，能够将具有本发明的特定组成的高碳钢坯制成具有优良耐腐蚀性且拉伸性能较好的过共析钢轨。
【IPC分类】C21D9/04, C22C38/46, C22C38/48, C22C38/42
【公开号】CN105018705
【申请号】CN201510487942
【发明人】韩振宇, 邹明, 郭华, 王春建, 汪渊, 贾济海, 李大东, 邓勇, 袁俊
【申请人】攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年8月11日