【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于冶金材料领域，具体涉及一种提高热处理钢轨的低温冲击韧性的方法。
技术介绍
1、截至2022年底中国铁路营运里程达15.4万公里，如此高速度增长，钢轨服役工况环境必然会更加复杂。我国北方地区地区冬季寒冷漫长，钢轨长时间在低温环境下服役可能会出现脆断问题，直接影响铁路运输的安全。目前国内外虽有研究钢轨低温冲击性能的相关文献，例如专利文献cn109402520a(以下称文献1)公开一种含稀土耐低温耐磨热处理钢轨及其制备方法，其生产的热处理钢轨具有很好的抗拉强度、踏面硬度和低温下较高的冲击功，然而其-40℃冲击功(aku2型缺口)仅为15-20j。随着铁路运输量的增加，低温环境下服役的钢轨对低温韧性都提出了新的要求。
2、这些客观存在的情况要求钢轨低温性能更加突出，特别是高寒地区的运营能力增强，显著的加大钢轨在低温环境条件下工作的性能要求，包括对其低温冲击韧性要求更高。所以，开发出具有更加优良低温冲击韧性的钢轨具有非常重要的生产和经济意义。
技术实现思路
1、针对现有技术存在问题中的一个或多个，在本专利技术的一个方面，提供一种提高热处理钢轨的低温冲击韧性的方法，其包括：在所述钢轨的炼钢生产工艺中控制钢轨的化学成分含量按照质量百分比计为c 0.55～0.69％；si0.25～0.65％；mn 0.65～1.10％；p≤0.025％；s≤0.025％；cr 0.10～0.50％；re 0.002～0.02％；其余为fe和不可避免的杂质；其中加入的cr元素可提高钢的淬透
2、在所述钢轨的热处理过程中：钢轨终轧后开始余热热处理温度控制为830℃～850℃，在线热处理110～130s后出热处理生产线；在线第一阶段对钢轨轨头顶面、两侧、及轨距角下颚、轨底处采用气雾冷却，实际冷却段冷却速度3～5℃/s，冷却时长50～80s；第二阶段弱冷，对钢轨顶面、轨头两侧、轨距角下颚、轨底气雾冷却，冷速≤2℃/s，冷却后出口轨头温度为450℃～500℃，后自然空冷至室温。
3、在一些实施方式中，所述热处理钢轨的-40℃冲击功aku2为30j以上。
4、在一些实施方式中，在所述钢轨的炼钢生产工艺中控制钢轨的化学成分含量按照质量百分比计为c 0.62～0.65％；si 0.45～0.53％；mn 0.92～1.05％；p≤0.020％；s≤0.010％；cr 0.12～0.16％；re 0.002～0.01％；其余为fe和不可避免的杂质。
5、在一些实施方式中，所述炼钢生产工艺包括：铁水→转炉冶炼→lf精炼→vd→连铸；其中：转炉冶炼采用无铝脱氧合金化，全过程按精炼正常吹氩；真空度≤0.10kpa，深真空时间≥15min，过热度δt≤30℃，稀土合金在vd工位加入。
6、在一些实施方式中，所述方法还包括钢轨轧制工艺，其包括：方坯→锯切→加热→bd1轧制→bd2轧制→ccs万能轧机连轧；其中：方坯加热预热段温度不大于830℃；加热时长不小于3小时15分钟；出炉温度为不低于1150℃，开轧温度≥1100℃，终轧温度910～940℃。
7、在一些实施方式中，在所述钢轨的热处理过程中，在线余热淬火冷却介质为气雾+风混合。
8、另一方面，本专利技术提供一种热处理钢轨，其由上述的方法生产获得。
9、在一些实施方式中，所述热处理钢轨的-40℃冲击功aku2为30j以上。
10、在一些实施方式中，所述热处理钢轨的抗拉强度为1032mpa以上，伸长率δ为15％以上，布氏硬度平均值为330hb以上。
11、基于以上技术方案，本专利技术通过优化钢轨化学成分，并结合优化的热处理工艺，可以进一步提高钢轨的低温冲击韧性，使得钢轨的-40℃冲击功aku2达到30j以上，明显高于上述文献1生产的热处理钢轨的低温冲击韧性。因此，本专利技术方法生产的钢轨可应用于高寒地区环境中。
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1.一种提高热处理钢轨的低温冲击韧性的方法，其特征在于，所述方法包括：在所述钢轨的炼钢生产工艺中控制钢轨的化学成分含量按照质量百分比计为C 0.55～0.69％；Si0.25～0.65％；Mn 0.65～1.10％；P≤0.025％；S≤0.025％；Cr 0.10～0.50％；RE 0.002～0.02％；其余为Fe和不可避免的杂质；和
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热处理钢轨的-40℃冲击功AKU2为30J以上。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述钢轨的炼钢生产工艺中控制钢轨的化学成分含量按照质量百分比计为C 0.62～0.65％；Si0.45～0.53％；Mn 0.92～1.05％；P≤0.020％；S≤0.010％；Cr 0.12～0.16％；RE 0.002～0.01％；其余为Fe和不可避免的杂质。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述炼钢生产工艺包括：铁水→转炉冶炼→LF精炼→VD→连铸；其中：转炉冶炼采用无铝脱氧合金化，全过程按精炼正常吹氩；真空度≤0.10KPa，深真空时间≥15m
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括钢轨轧制工艺，其包括：方坯→锯切→加热→BD1轧制→BD2轧制→CCS万能轧机连轧；其中：方坯加热预热段温度不大于830℃；加热时长不小于3小时15分钟；出炉温度为不低于1150℃，开轧温度≥1100℃，终轧温度910～940℃。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述钢轨的热处理过程中，在线余热淬火冷却介质为气雾+风混合。
7.一种热处理钢轨，其由权利要求1-6中任一项所述的方法生产获得。
8.根据权利要求7所述的热处理钢轨，其-40℃冲击功AKU2为30J以上。
9.根据权利要求7所述的热处理钢轨，其抗拉强度为1032MPa以上，伸长率δ为15％以上，布氏硬度平均值为330HB以上。
...【技术特征摘要】
1.一种提高热处理钢轨的低温冲击韧性的方法，其特征在于，所述方法包括：在所述钢轨的炼钢生产工艺中控制钢轨的化学成分含量按照质量百分比计为c 0.55～0.69％；si0.25～0.65％；mn 0.65～1.10％；p≤0.025％；s≤0.025％；cr 0.10～0.50％；re 0.002～0.02％；其余为fe和不可避免的杂质；和
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热处理钢轨的-40℃冲击功aku2为30j以上。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述钢轨的炼钢生产工艺中控制钢轨的化学成分含量按照质量百分比计为c 0.62～0.65％；si0.45～0.53％；mn 0.92～1.05％；p≤0.020％；s≤0.010％；cr 0.12～0.16％；re 0.002～0.01％；其余为fe和不可避免的杂质。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述炼钢生产工艺包括：铁水→转炉冶炼→lf精炼→vd...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛虎东，边影，陈永超，王嘉伟，
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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