专利名称：一种确定U71Mn钢轨中氮含量上限的方法
技术领域：
本发明涉及一种确定U71Mn钢质的钢轨中氮含量上限的方法，属于冶金工业生产的金属材料领域。
背景技术：
一般来说，钢中的氮元素对钢质是有害的，会使钢变脆。钢轨用于铁路运输上，钢 轨的质量关系到旅客的生命安全及货物安全。U71Mn钢轨是目前我国铁路常用的钢轨，但目前铁道部并未对钢铁企业生产的U71Mn材质的钢轨中氮含量有明确要求，因此该问题值得研究。虽然氮含量对U71Mn钢轨是有害的，但研究表明氮含量对钢轨的常规力学性能影响不明显，因此需要采取其它方法。据2008年第I期《天津冶金》的“一种高钴镍超高强度钢力学性能的研究”报道，文章研究了随着钢中碳含量的增加，断裂韧性随之降低，但文中未提及钢中氮含量如何对断裂韧性产生影响。据2001年第3期《中国铁道科学》的“PD3及BNbRE钢轨断裂韧性Kle的研究”报道，文章只是对断裂韧性进行了研究，但并未研究氮含量对断裂韧性的影响。据2008年第5期《钢铁》的“一种低合金超高强度钢组织与性能的研究”报道，文章研究了不同的热处理制度对钢的拉伸、冲击和断裂韧性的影响，但并未对钢中氮含量如何影响断裂韧性进行研究。据2005年第I期《西北工业大学学报》的“超高强钢23Col4Nil2Cr3强韧性的优化配合”报道，该文章研究了不同的热处理制度对断裂韧性的影响，但文章并未研究钢中氮含量对断裂韧性的影响。据2008年第4期《金属学报》的“ 1500Mpa级40CrNi3MoV钢的氢脆敏感性”报道，文章研究了不同硅含量对40CrNi3MoV钢的断裂韧性进行了研究，但文中未研究氮含量对断裂韧性的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够保证钢轨质量可靠的一种确定U71Mn钢轨中氮含量上限的方法。技术解决方案本发明将钢轨的断裂韧性与钢轨中的氮含量对应起来，钢轨中的氮含量重量与钢轨重量之比< 94X10_6，钢轨的质量是可靠的。本发明钢轨的断裂韧性与钢轨中的氮含量的关系式为y = -0. 159x = 45. 62，其中x为氮含量，y为断裂韧性，上述回归关系式中的相关系数平方为0. 8508。本发明由于将钢轨的断裂韧性与钢轨中的氮含量对应起来，从而明确了 U71Mn钢轨的氮含量上限，使得钢轨中的氮含量重量与钢轨重量之比< 94X10_6的条件下，保证了钢轨质量的可靠性。
图I为本发明钢中氮含量与钢轨断裂韧性的关系图。
具体实施例方式见图1，氮含量与断裂韧性回归结果表明，随着氮含量的增加，钢轨的断裂韧性呈明显的下降趋势，由于其相关系数达到0.92，因此这种趋势较明显。因此，氮对U71Mn高速钢轨是有害的。图I中的断裂韧性值为表2中断裂韧性的平均值。I、氮含量与常规力学性能的关系将U71Mn钢轨中的氮含量分为N ^ 60ppm(lppm = ICT6)和N在60 94ppm区间·内两个部分，对生产的U71Mn材质钢轨的力学性能进行了统计，其中N ^ 60ppm的高速轨有203炉，N在60 94ppm区间内共有33炉。由表I可见，虽然钢中氮含量的范围不同，但抗拉强度和延伸率无明显的差异。表I工业生产的高速轨性能统计
权利要求
1.一种确定U71Mn钢轨中氮含量上限的方法，该方法的特征为将钢轨的断裂韧性与钢轨中的氮含量对应起来，钢轨中的氮含量重量与钢轨重量之比<94X10_6，钢轨的质量是可靠的。
2.根据权利要求I所述的一种确定U71Mn钢轨中氮含量上限的方法，其特性在于，钢轨的断裂韧性与钢轨中的氮含量的关系式为y = -0. 159x = 45. 62，其中x为氮含量，y为断裂韧性，上述回归关系式中的相关系数平方为0. 8508。
全文摘要
本发明涉及一种确定U71Mn钢质的钢轨中氮含量上限的方法，属于冶金工业生产的金属材料领域。本发明将钢轨的断裂韧性与钢轨中的氮含量对应起来，钢轨中的氮含量重量与钢轨重量之比≤94×10-6，钢轨的质量是可靠的。本发明由于将钢轨的断裂韧性与钢轨中的氮含量对应起来，从而明确了U71Mn钢轨的氮含量上限，使得钢轨中的氮含量重量与钢轨重量之比≤94×10-6的条件下，保证了钢轨质量的可靠性。
文档编号C22C38/00GK102796942SQ201210289219
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月8日 优先权日2012年8月8日
发明者李峰, 金文俊 申请人:内蒙古包钢钢联股份有限公司