殘余元素和夾雜物。
[0054] 實施例1
[0055] 將含有表1中編號1化學成分鋼經(jīng)轉爐吹煉、LF精煉、RH真空處理后澆鑄為連鑄 鋼還，然后將鋼坯送至步進式加熱爐中加熱至1300°C并保溫3h，將鋼坯乳制為60kg/m軌型 的鋼軌，利用翻鋼臺架將終乳后的鋼軌直立于輥道上。將錕道以4. 5m/s的速度運輸，采用 水汽混合物作為冷卻介質對鋼軌進行快速冷卻，控制快速冷卻的開冷溫度為840°C，冷卻速 度為4. 3°C /s，終冷溫度為382°C?？焖倮鋮s之后，將H2、C2H2和CH 4三種氣體以1:1. 5:4的 體積比混合成可燃氣體，可燃氣體與氧氣的體積比為1:3,對軌距角1部分以火焰加熱（如 圖5所示）的形式進行快速加熱?？刂瓶焖偌訜岬纳郎厮俣葹?. 6°C /s，當軌距角1溫度 升高至760°C時，通過控制可燃氣體與氧氣的流量，使軌距角1保溫約3min，燒嘴與軌距角1 的距離在6-10mm內(nèi)調(diào)節(jié)。然后將所得鋼軌送入步進式冷床處理，再依次經(jīng)過超聲波檢測、 斷面尺寸、平直度檢測、聯(lián)合鋸鉆+定尺、表面檢查，最終獲得鋼軌A1。
[0056] 實施例2-5和對比例1-5
[0057] 實施例2-5按照實施例1的方法，而操作過程控制參數(shù)與實施例1不同，具體操作 過程控制參數(shù)如表2所示，按照實施例2-5方法制備的鋼軌為A2-A5。對比例中的處理方式 與實施例所不同的是，不進行快速冷卻之后的快速加熱并保溫的步驟，具體操作過程控制 參數(shù)如表2所示，按照對比例1-5方法制備的鋼軌為D1-D5。
[0058] 表 2
[0059]
[0060] 測試例
[0061] 根據(jù)以下方法對實施例1-5和對比例1-5制備的鋼軌A1-A5和D1-D5進行性能檢 測，具體地：
[0062] 對于鋼軌的軌頭基體和軌距角的硬度、厚度、延伸率和金相組織，采用以下方法測 得，所得結果如表3所示：
[0063] 軌頭基體和軌距角的硬度的測試方法均按照GB/T231. 1的方法測定；延伸率均按 照GB/T228. 1的方法測定；金相組織均按照GB/T13299的方法測定；軌距角1厚度的測試方 法為金相腐蝕法；其中，軌頭基體硬度的測試點A1的位置（大致位于軌頭中軸線上深度大 約10mm的位置）如圖3所示，軌距角1測試硬度的測試點B1和C1的位置（大致位于軌距 角1厚度的中間點）如圖4所示。對實施例1所制鋼軌的軌距角1部位進行TEM觀測，結 果如圖2所示，從圖2可以看出，軌距角1部位的金相組織為分布均勻的球狀珠光體組織。
[0064] 對于鋼軌的抗拉強度和抗接觸疲勞性能測試方法如下，結果如表4所示：
[0065] 抗拉強度匕的測試方法為GB/T228. 1 ;
[0066] 抗接觸疲勞的測試方法為GB/T10622,具體為：在JPM-1B型接觸疲勞試驗機進行 鋼軌接觸疲勞試驗，樣品取自鋼軌A1-A5和D1-D5的軌頭部位，在所有接觸疲勞試驗中，下 磨樣材質均相同，具體試驗參數(shù)如下：
[0067] 試樣尺寸：厚度20mm、直徑60mm的圓樣，
[0068] 試驗載荷：200Kg，
[0069] 滑差：5%，
[0070] 對磨下試樣材質：硬度為280-320HB的車輪鋼，
[0071] 環(huán)境：大氣環(huán)境，
[0072] 旋轉速率：300轉/分鐘。
[0073] 另外，在進行抗接觸疲勞的測試過程中，觀察鋼軌軌距角的磨損現(xiàn)象，
[0074] 并記錄在表4中。
[0075] 表 3
[0076]
[0077] *鐵素體的含量以軌頭基體的總重量為基準
[0078] 表 4
[0079]
[0080] 通過比較實施例和對比例可以看出，根據(jù)本發(fā)明的方法制備得到的高速鐵路用鋼 軌具有球狀珠光體組織的軌距角區(qū)域，并且抗拉強度和抗接觸疲勞性能較好；而根據(jù)對比 例的方法制備得到的鋼軌沒有性質明顯區(qū)分的軌距角區(qū)域，并且抗拉強度和抗接觸疲勞性 能較差。
[0081] 另外，鋼軌與車輪接觸之初的接觸點位置在軌距角區(qū)域（見圖1中的1位置），由 于此時接觸面積小導致接觸應力高，接觸區(qū)的金屬容易達到其疲勞極限。根據(jù)表4所示的 軌距角磨損現(xiàn)象，對比例所制備鋼軌的軌距角強度、硬度高，磨耗性能好，造成接觸區(qū)的金 屬不易被磨耗掉而形成疲勞裂紋、擴展，最終形成剝離掉塊，使鋼軌接觸區(qū)內(nèi)的金屬磨耗加 快；而本申請所制備鋼軌的軌距角在產(chǎn)生疲勞裂紋前就會被磨損掉，這樣鋼軌接觸區(qū)不會 造成疲勞、剝離掉塊，最終提高了鋼軌的磨耗性能。
[0082] 以上詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中 的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術構思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術方案進行多種簡單變型，這 些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種高速鐵路用鋼軌，該高速鐵路用鋼軌的軌距角由球狀珠光體組織構成，所述軌 距角的厚度為3-5mm，硬度為290-319HB，延伸率為13. 5-17. 0%。2. 根據(jù)權利要求1所述的高速鐵路用鋼軌，其中，所述高速鐵路用鋼軌的除軌距角以 外的其他部位由片狀珠光體組織和鐵素體組織構成，以除軌距角以外的其他部位的總重 量為基準，片狀珠光體組織的含量為99. 0-99. 5重量％，鐵素體組織的含量為0. 5-1. 0重 量％。3. 根據(jù)權利要求1或2所述的高速鐵路用鋼軌，其中，所述高速鐵路用鋼軌的除軌距角 以外的軌頭基體的硬度為321-350HB，延伸率為10. 5-14. 5%。4. 根據(jù)權利要求1或2所述的高速鐵路用鋼軌，其中，以所述高速鐵路用鋼軌的總重 量為基準，所述高速鐵路用鋼軌含有〇. 63-0. 73重量％的碳、0. 1-0. 5重量％的硅、0. 7-1. 2 重量％的錳、0. 05-0. 3重量％的鉻、0. 04重量％以下的釩、0. 025重量％以下的磷、0. 025重 量％以下的硫和96. 98-98. 52重量％的鐵。5. -種生產(chǎn)權利要求1-4中任意一項所述的高速鐵路用鋼軌的方法，該方法包括：將 終乳后的鋼軌進行快速冷卻，然后對軌距角部位進行快速加熱和保溫；快速冷卻的條件包 括：開冷溫度為800-880°C，冷卻速度為2-10°C /s，終冷溫度為360-4KTC;快速加熱和保溫 的條件包括：以3. 0-4. (TC /s的升溫速度將軌距角溫度升高至710-8KTC并保溫2-4min。6. 根據(jù)權利要求5所述的生產(chǎn)方法，其中，快速冷卻的條件包括：開冷溫度為 820-860°C，冷卻速度為3. 3-8. TC /s，終冷溫度為375-400°C ;快速加熱和保溫的條件包 括：以3. 2-3. 8°C /s的升溫速度將軌距角溫度升高至750-790°C并保溫2-4min。7. 根據(jù)權利要求5或6所述的生產(chǎn)方法，其中，所述快速加熱通過火焰加熱的方式進 行。8. 根據(jù)權利要求7所述的生產(chǎn)方法，其中，所述火焰加熱所用的可燃氣體與氧氣的體 積比為I :1. 5-5 ;優(yōu)選地，所述可燃氣體選自H2、C2H2和CH4中的一種或多種。9. 由權利要求5-8中任意一項所述的方法生產(chǎn)得到的高速鐵路用鋼軌。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高速鐵路用鋼軌及其制備方法，該高速鐵路用鋼軌的軌距角由球狀珠光體組織構成，所述軌距角的厚度為3-5mm，硬度為290-319HB，延伸率為13.5-17.0％。所述制備方法包括：將終軋后的鋼軌進行快速冷卻，然后對軌距角部位進行快速加熱和保溫；快速冷卻的條件包括：開冷溫度為800-880℃，冷卻速度為2-10℃/s，終冷溫度為360-410℃；快速加熱和保溫的條件包括：以3.0-4.0℃/s的升溫速度將軌距角溫度升高至710-810℃并保溫2-4min。本發(fā)明的高速鐵路用鋼軌具有高強度、高耐磨性和高抗接觸疲勞性能，尤其在使用前期具有優(yōu)異的耐磨性能和抗接觸疲勞性能。
【IPC分類】C22C38/24, C21D8/00, E01B5/02
【公開號】CN105063490
【申請?zhí)枴緾N201510437288
【發(fā)明人】鄧勇, 郭華, 王春建, 袁俊, 賈濟海, 鄒明, 鄧建
【申請人】攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月23日