一种提高贝氏体钢轨疲劳性能的生产工艺制造技术

技术编号：40050903 阅读：6 留言：0更新日期：2024-01-16 21:11

本发明专利技术公开了一种提高贝氏体钢轨疲劳性能的生产工艺，包括铁水预处理→复吹转炉冶炼→双LF精炼→VD真空脱气→大方坯连铸→钢坯缓冷→钢坯加热→轧制→在线热处理→矫直→探伤→回火；其特征在于：在双LF精炼炉精炼结束后，VD真空抽气精炼开始前，向钢液中加入0.1kg/t‑6.7kg/t复合稀土合金；并公开了所述贝氏体钢轨冶炼成分。本发明专利技术不改变贝氏体钢轨成分体系，在贝氏体钢轨生产过程中，向钢中按照规定的方式加入La‑Ce复合稀土合金，目的是改变贝氏体钢轨钢中夹杂物性质，使夹杂物细小化、弥散化，从而提高贝氏体钢轨疲劳性能。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种提高贝氏体钢轨疲劳性能的生产工艺。

技术介绍

1、贝氏体钢轨是国内外最先进的重载线路用高性能钢轨，但贝氏体钢轨特殊的生产工艺和服役条件使得钢轨对夹杂物的敏感性极高，要求钢中b、c、d类夹杂物评级总和控制在3.0级以下。在实际生产过程中往往出现b类或c类夹杂物超标，最终导致钢轨疲劳性能及服役性能不满足重载线路服役要求。经过分析发现，钢轨中夹杂物的特有组分和分布方式是造成这一现象的主要原因。所以改变贝氏体钢轨中夹杂物的性质和分布是解决问题的关键。铁标要求重轨不可以采用钙处理工艺，所以采用稀土处理工艺成为贝氏体钢轨夹杂物控制的可行性方案之一。

2、本专利技术提出的提高贝氏体钢轨疲劳性能的稀土合金及钢轨冶炼成分，在不改变贝氏体钢轨成分体系，在贝氏体钢轨生产过程中，向钢中按照规定的方式加入复合稀土合金，目的是改变贝氏体钢轨钢中夹杂物性质，使夹杂物细小化、弥散化，在不改变钢种成分和工艺流程和显微组织的前提下，提高重轨钢洁净度，降低贝氏体钢轨夹杂物水平，提高贝氏体钢轨疲劳性能能70mpa以上，增加钢轨服役性能。相对于传统的高合金无铝脱氧钢种适用性更高，推广应用前景广阔

3、文献1：公布一种热轧贝氏体钢轨及其生产工艺，其目的在于提高板条贝氏铁素体所占比例，提高残余奥氏体稳定性，提高延伸率，降低生产成本。未提到向贝氏体钢中加入稀土。

4、文献2：公布一种稀土重轨钢的稀土加入方法及稀土重轨钢，其核心目的是提高稀土收得率，避免稀土合金在加入和熔化过程中氧化，促进稀土以单质形式固溶到钢中，促进稀土氧

5、文献3：公布稀土处理的铁路钢轨专用贝氏体—马氏体钢及制造方法，目的是针对实现钢轨更高强度和耐磨性的需求，提供一种旨在降低生产成本、抗拉强度大于1450mpa的稀土处理的铁路钢轨专用贝氏体一马氏体钢及制造方法。该专利向贝氏体钢轨中加入稀土的目的是提高贝氏体一马氏体钢的力学性能，并非控制贝氏体钢中夹杂物。

技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供一种提高贝氏体钢轨疲劳性能的生产工艺，不改变贝氏体钢轨成分体系，在贝氏体钢轨生产过程中，向钢中按照规定的方式加入la-ce复合稀土合金，目的是改变贝氏体钢轨钢中夹杂物性质，使夹杂物细小化、弥散化，从而提高贝氏体钢轨疲劳性能。

2、为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：

3、本专利技术一种提高贝氏体钢轨疲劳性能的生产工艺，包括铁水预处理→复吹转炉冶炼→双lf精炼→vd真空脱气→大方坯连铸→钢坯缓冷→钢坯加热→轧制→在线热处理→矫直→探伤→回火；其特征在于：在双lf精炼炉精炼结束后，vd真空抽气精炼开始前，向钢液中加入0.1kg/t-6.7kg/t复合稀土合金；

4、所述贝氏体钢轨冶炼成分的重量百分比为c：0.15～0.30％，s i：0.60～1.40％，mn：1.60～2.60％，cr：0.45～1.30％，ni:0.20～0.70％，mo:0.20～0.60％，v:0～0.20％,nb：0～0.06％,la：0.0010～0.0200％，ce：0.0010～0.0200％，p≤0.022％，s≤0.015％，al：≤0.010％，其余为fe及其不可避免的杂质。

5、进一步的，所述复合稀土合金由稀土单质和纯铁熔融生产。

6、进一步的，所述复合稀土合金中稀土单质含量为10％-30％，纯铁含量为69％-90％，其余为杂质。

7、进一步的，生产的贝氏体钢轨中夹杂物尺寸大小不超过13μm，依据s-n疲劳曲线测定的钢轨疲劳强度为550±20mpa。

8、与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果：

9、本专利技术不改变现有贝氏体钢轨成分体系，在贝氏体钢轨生产过程中，向钢中按照规定的方式加入la-ce复合稀土合金，目的是改变贝氏体钢轨钢中夹杂物性质，使夹杂物细小化、弥散化，不改变贝氏体钢轨的组织及生产过程的连浇性，提高贝氏体钢轨疲劳性能70mpa以上。同时，可以有效控制贝氏体钢中夹杂物，降低废品比率10％左右。

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【技术保护点】

1.一种提高贝氏体钢轨疲劳性能的生产工艺，包括铁水预处理→复吹转炉冶炼→双LF精炼→VD真空脱气→大方坯连铸→钢坯缓冷→钢坯加热→轧制→在线热处理→矫直→探伤→回火；其特征在于：在双LF精炼炉精炼结束后，VD真空抽气精炼开始前，向钢液中加入0.1kg/t-6.7kg/t复合稀土合金；

2.根据权利要求1所述的提高贝氏体钢轨疲劳性能的生产工艺，其特征在于：所述复合稀土合金由稀土单质和纯铁熔融生产。

3.根据权利要求2所述的提高贝氏体钢轨疲劳性能的生产工艺，其特征在于：所述复合稀土合金中稀土单质含量为10％-30％，纯铁含量为69％-90％，其余为杂质。

4.根据权利要求1所述的提高贝氏体钢轨疲劳性能的生产工艺，其特征在于：生产的贝氏体钢轨中夹杂物尺寸大小不超过13μm，依据S-N疲劳曲线测定的钢轨疲劳强度为550±20MPa。

【技术特征摘要】

1.一种提高贝氏体钢轨疲劳性能的生产工艺，包括铁水预处理→复吹转炉冶炼→双lf精炼→vd真空脱气→大方坯连铸→钢坯缓冷→钢坯加热→轧制→在线热处理→矫直→探伤→回火；其特征在于：在双lf精炼炉精炼结束后，vd真空抽气精炼开始前，向钢液中加入0.1kg/t-6.7kg/t复合稀土合金；

2.根据权利要求1所述的提高贝氏体钢轨疲劳性能的生产工艺，其特征在于：所述复合稀土合金由...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凤明，张达先，何建中，梁正伟，
申请(专利权)人：包头钢铁集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：

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