一种提高在线热处理钢轨的断后延伸率的在线热处理方法与流程

本发明属于材料冶金，具体涉及一种提高在线热处理钢轨的断后延伸率的在线热处理方法。

背景技术：

1、将钢轨进行在线热处理能够提高钢轨的质量，这是因为整个钢轨组织都是从奥氏体冷却下来，因此不会出现轨头/轨腰结合部的粗晶软化区，而且轨腰、轨底也得到适当强化；余热淬火时，在轨头加速冷却的同时，对轨底也喷吹压缩空气，使收缩、膨胀和转变应力在淬火过程中得到均衡，并利用输送导辊在热状态下对钢轨变形进行限制，所以钢轨离开淬火设备时平直度较好，矫直时变形量较小、残余应力小。例如专利文献cn115058636a(以下称文献1)公开一种欧洲标准r370crht在线热处理钢轨，其力学性能满足：rm≥1280mpa，断后伸长率a≥9％，踏面硬度370-410hb，轨头横断面硬度1点≥360hb；2点≥350hb；3点≥340hb；4点≥360hb，具有较高的强度和硬度，能够提高钢轨的耐磨性能。专利文献cn108411089a(以下称文献2)公开一种欧洲标准r350ht在线热处理钢轨，其力学性能满足：抗拉强度rm≥1175mpa，断后伸长率a≥9％，踏面硬度350-390hb，轨头横断面硬度1点340hb；2点≥331hb；3点≥321hb；4点≥340hb，也具有较高的强度和硬度，能够提高钢轨的耐磨性能。然而，上述文献1和文献2公开的在线热处理钢轨的延展性能相对较差，其生产实施例中钢轨的断后伸长率最高仅达到10.5％。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明一个方面提供一种提高在线热处理钢轨的断后延伸率的在线热处理方法，其包括将钢轨空冷至840-860℃进入热处理线，以50-60℃/s的冷却速度使钢轨在热处理线快速冷却至560-580℃，并使钢轨维持在560-580℃一段时间直至出热处理线，钢轨出热处理线后自然空冷至室温；其中：

2、所述钢轨在热处理线上的总时间为140-150s；

3、所述在线热处理钢轨的断后延伸率满足：≥16.5％。

4、在一些实施方式中，所述在线热处理钢轨的力学性能还满足：抗拉强度rm≥1244mpa，踏面硬度355-390hb。

5、在一些实施方式中，采用气雾冷却方式使钢轨以50-60℃/s的冷却速度快速冷却至560-580℃。

6、在一些实施方式中，所述钢轨的化学成分按照质量百分比计为：c 0.76-0.79％；si0.50-0.58％；mn 1.10-1.20％；p≤0.020％；s≤0.025％；cr≤0.30％；v≤0.03％，其余为fe及不可避免的杂质。

7、在一些实施方式中，所述钢轨的化学成分按照质量百分比计包括：c 0.76-0.79％；si0.50-0.58％；mn 1.10-1.20％；p≤0.020％；s≤0.025％；v≤0.03％，其余为fe及不可避免的杂质。

8、在一些实施方式中，所述钢轨按照以下工艺获得：铁水预处理、转炉冶炼、lf炉精炼、vd真空脱气、连铸、钢坯加热和轧制；其中在所述轧制工艺中，开轧温度控制为1100-1150℃，终轧温度为930-940℃。

9、在一些实施方式中，在所述钢坯加热工艺中，预热段温度为≤750℃，时间20-30min，加热1段温度为≤950℃，时间为40-60min，加热2段温度为1200-1220℃，时间为50-60min，均热段温度为1220-1260℃，时间为20-40min。

10、本发明另一方面还提供一种在线热处理钢轨，其由上述的方法获得。

11、基于以上技术方案，本发明控制钢轨进入热处理线时具有较高的温度，并在热处理线上以50-60℃/s的冷却速度使钢轨快速冷却至较低的温度(560-580℃)，并使钢轨在热处理线上停留较长的时间(140-150s)，相对于上述文献1和文献2，能够明显提高在线热处理后钢轨的断后延伸率，由上述文献1和文献2公开的10.5％提高至16.5％以上，因此可以明显提高获得的在线热处理钢轨的使用安全性。并且最终获得的在线热处理钢轨的力学性能还满足：抗拉强度rm≥1244mpa，踏面硬度355-390hb，与上述文献1和文献2生产的在线热处理钢轨的力学性能基本相当。

技术特征：

1.一种提高在线热处理钢轨的断后延伸率的在线热处理方法，其特征在于，所述在线热处理方法包括将钢轨空冷至840-860℃进入热处理线，以50-60℃/s的冷却速度使钢轨在热处理线快速冷却至560-580℃，并使钢轨维持在560-580℃一段时间直至出热处理线，钢轨出热处理线后自然空冷至室温；其中：

2.根据权利要求1所述的在线热处理方法，其特征在于，所述在线热处理钢轨的力学性能还满足：抗拉强度rm≥1244mpa，踏面硬度355-390hb。

3.根据权利要求1或2所述的在线热处理方法，其特征在于，采用气雾冷却方式使钢轨以50-60℃/s的冷却速度快速冷却至560-580℃。

4.根据权利要求1或2所述的在线热处理方法，其特征在于，所述钢轨的化学成分按照质量百分比计为：c 0.76-0.79％；si 0.50-0.58％；mn 1.10-1.20％；p≤0.020％；s≤0.025％；cr≤0.30％；v≤0.03％，其余为fe及不可避免的杂质。

5.根据权利要求1或2所述的在线热处理方法，其特征在于，所述钢轨的化学成分按照质量百分比计包括：c 0.76-0.79％；si 0.50-0.58％；mn 1.10-1.20％；p≤0.020％；s≤0.025％；v≤0.03％，其余为fe及不可避免的杂质。

6.根据权利要求1或2所述的在线热处理方法，其特征在于，所述钢轨按照以下工艺获得：铁水预处理、转炉冶炼、lf炉精炼、vd真空脱气、连铸、钢坯加热和轧制；其中在所述轧制工艺中，开轧温度控制为1100-1150℃，终轧温度为930-940℃。

7.根据权利要求6所述的在线热处理方法，其特征在于，在所述钢坯加热工艺中，预热段温度为≤750℃，时间20-30min，加热1段温度为≤950℃，时间为40-60min，加热2段温度为1200-1220℃，时间为50-60min，均热段温度为1220-1260℃，时间为20-40min。

8.一种在线热处理钢轨，其由权利要求1-7中任一项所述的方法获得。

技术总结
本发明公开一种提高在线热处理钢轨的断后延伸率的在线热处理方法，其包括控制钢轨进入热处理线时的温度、冷却速度、以及在热处理线上的维持温度和时间，可以明显提高该在线热处理钢轨的断后延伸率，有利于提高钢轨的使用安全性。

技术研发人员：高明星,梁正伟,王嘉伟,赵桂英,薛虎东,王慧军,郑瑞
受保护的技术使用者：包头钢铁（集团）有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12