BRPI1006017B1 - Trilho à base de perlita - Google Patents

Description

(54) Título: TRILHO À BASE DE PERLITA (51) Int.CI.: C22C 38/00; C22C 38/04; C22C 38/58 (30) Prioridade Unionista: 18/08/2009 JP 2009-189508 (73) Titular(es): NIPPON STEEL & SUMITOMO METAL CORPORATION (72) Inventor(es): MASAHARU UEDA; KYOHEI SONOYAMA; TAKUYA TANAHASHI; TERUHISA MIYAZAKI; KATSUYA IWANO

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para TRILHO À BASE DE PERLITA.

Campo Técnico [001] A presente invenção refere-se a um trilho de perlita que intensifica resistência a dano de fadiga do boleto e do patim do trilho. Em particular, a presente invenção se refere a um trilho de perlita que é usado para curvas acentuadas em ferrovias de trem de carga domésticas e estrangeiras.

[002] Prioridade é reivindicada baseado no Pedido de Patente Japonês No. 2009-189508, depositado em 18 de agosto de 2009, os conteúdos do qual são aqui incorporados por referência.

Técnica Antecedente [003] Com relação a ferrovias de trem de carga estrangeiras, de modo a alcançar alta eficiência no transporte de ferrovia, uma capacidade de transporte de cargas de trem de carga foi aperfeiçoada. Em particular, em trilhos usados para uma seção através da qual um grande número de trens passa ou para curvas acentuadas, desgaste significante ocorre em uma porção de topo superior ou em uma porção de canto superior do trilho (a periferia de canto da cabeça do trilho que contacta intensamente com porções de flange das rodas). Portanto, existe um problema de uma redução na vida útil devido a um aumento na quantidade de desgaste.

[004] Em adição, similarmente, em trilhos de passageiro domésticos, particularmente, no trilho usado para curvas acentuadas, o desgaste progride marcadamente como em ferrovias de trem de carga estrangeiras, de modo que existe um problema em que a vida útil é reduzida devido a um aumento na quantidade de desgaste.

[005] A partir deste antecedente, o desenvolvimento de um trilho com alta resistência ao desgaste é requerido. De modo a solucionar o problema, um trilho conforme descrito no Documento de Patente 1 foi

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2/65 desenvolvido. A característica principal do trilho é que sua estrutura de perlita (espaçamento lamelar) é produzida finamente pela realização de um tratamento de calor de modo a aumentar a dureza da estrutura de perlita.

[006] No Documento de Patente 1, uma técnica de realização de um tratamento de calor em um trilho de aço contendo aço de alto carbono de modo a fazer com que a estrutura metálica tenha uma estrutura de sorbita ou uma estrutura de perlita fina. Consequentemente, alcançando-se uma alta dureza do trilho de aço, é possível proporcionar um trilho com excelente resistência ao desgaste. [007] Contudo, nos anos recentes, capacidade de transporte adicional e velocidade alta adicional dos trens de cargas de frete têm sido aperfeiçoadas para as ferrovias de trem de carga estrangeiras e os trilhos de passageiro domésticos de modo a adicionalmente alcançar alta eficiência no transporte de ferrovia. No trilho descrito no Documento de Patente 1, torna-se difícil assegurar a resistência ao desgaste do boleto do trilho, de modo que existe um problema em que a vida útil do trilho é grandemente reduzida.

[008] Aqui, de modo a solucionar o problema, um trilho de aço com uma alta quantidade de carbono foi considerado. Este trilho tem características tais que a resistência ao desgaste é intensificada pelo aumento da proporção de volume de cementita nas lamelas da estrutura de perlita (por exemplo, se refere ao Documento de Patente

2).

[009] No Documento de Patente 2, um trilho que tem uma estrutura de perlita como sua estrutura metálica pela intensificação de uma quantidade de carbono do trilho de aço a uma região hipereutectoide é revelado. Consequentemente, a resistência ao desgaste é intensificada pelo aumento da proporção de volume de uma fase de cementita na lamelar de perlita, de modo que um trilho

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3/65 com vida útil mais alta pode ser provido. De acordo com o trilho descrito no Documento de Patente 2, a resistência ao desgaste do trilho é intensificada, de modo que um aperfeiçoamento de vida útil definitivo é alcançado. Contudo, nos anos recentes, um aumento excessivo na densidade de transporte de ferrovia tem sido progredido, de modo que a geração de dano por fadiga a partir do boleto ou do patim do trilho existe. Como um resultado, embora o trilho descrito no Documento de Patente 2 seja usado, existe um problema em que a vida útil do trilho não é suficiente.

Lista de Citação

Literatura de Patente

Documento de Patente 1 Pedido de Patente Não Examinado Japonês, Primeira Publicação No. S51-002616

Documento de Patente 2 Pedido de Patente Não

Examinado Japonês, Primeira Publicação No. H08-144016

Documento de Patente 3 Pedido de Patente Não

Examinado Japonês, Primeira Publicação No. H08-246100

Documento de Patente 4 Pedido de Patente Não

Examinado Japonês, Primeira Publicação No. H09-111352 Sumário da Invenção

Problemas a serem Solucionados pela Invenção [0010] A partir do precedente, para o trilho de aço incluindo uma estrutura de perlita tendo um alto componente de carbono, proporcionando um trilho em que resistência ao dano por fadiga do boleto e do patim do trilho é aperfeiçoada é preferível.

[0011] A invenção foi produzida com relação aos problemas acima mencionados, sendo um objetivo da presente invenção proporcionar um trilho de perlita em que resistência ao dano por fadiga do trilho é aperfeiçoada para ferrovias de trem de carga estrangeiras e trilhos de passageiro domésticos.

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Solução para o Problema (1) De acordo com um aspecto da invenção, um trilho de perlita incluindo: por massa%, 0,65 a 1,20% de C; 0,05 a 2,00% de Si; 0,05 a 2,00% de Mn; e o restante composto de Fe e impurezas inevitáveis, no qual pelo menos parte do boleto e pelo menos parte do patim têm uma estrutura de perlita, e uma dureza superficial de uma porção da estrutura de perlita está em uma faixa de Hv320 a Hv500 e uma rugosidade superficial máxima de uma porção da estrutura de perlita é menor do que ou igual a 180 mm.

(2) No trilho de perlita descrito acima (1), é preferível que a proporção da dureza superficial para a rugosidade superficial máxima é maior do que ou igual a 3,5.

(3) No trilho de perlita descrito acima (1) ou (2), é preferível que na porção da qual a rugosidade superficial máxima é medida, o número de concavidades e convexidades que excede 0,30 vezes a rugosidade superficial máxima com relação a um valor médio de rugosidades na direção vertical ao trilho (direção da altura) a partir do patim para o boleto ser menor do que ou igual a 40 por comprimento de 5 mm na direção longitudinal ao trilho de superfícies do boleto e do patim.

(4) a (14) É preferível que o trilho de perlita descrito acima (1) ou (2) contém seletivamente componentes (a) a (k) conforme segue, por massa%: (a) um ou dois tipos de 0,01 a 2,00% de Cr e 0,01 a 0,50% de Mo; (b) um ou dois tipos de 0,005 a 0,50% de V e 0,002 a 0,050% de Nb; (c) um tipo de 0,01 a 1,00% de Co; (d) um tipo de 0,0001 a 0,0050% de B; (e) um tipo de 0,01 a 1,00% de Cu; (f) um tipo de 0,01 a 1,00% de Ni; (g) 0,0050 a 0,0500% de Ti; (h) um ou dois tipos de 0,0005 a 0,0200% de Ca e 0,0005 a 0,0200% de Mg; (i) um tipo de 0,0001 a 0,0100% de Zr; (j) um tipo de 0,0100 a 1,00% de Al; e (k) um tipo de 0,0060 a 0,0200% de N.

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5/65 (15) É preferível que o trilho de perlita descrito em (1) ou (2) contenha, por massa%: um ou dois tipos de 0,01 a 2,00% de Cr e 0,01 a 0,50% de Mo; um ou dois tipos de 0,005 a 0,50% de V e 0,002 a 0,050% de Nb; 0,01 a 1,00% de Co; 0,0001 a 0,0050% de B; 0,01 a 1,00% de Cu; 0,01 a 1,00% de Ni; 0,0050 a 0,0500% de Ti; 0,0005 a 0,0200% de Mg e 0,0005 a 0,0200% de Ca; 0,0001 a 0,2000% de Zr; 0,0040 a 1,00% de Al; e 0,0060 a 0,0200% de N.

Efeitos Vantajosos da Invenção [0012] No trilho de perlita descrito acima (1), desde que uma quantidade de 0,65 a 1,20% de C, uma quantidade de 0,05 a 2,00% de Si, e uma quantidade de 0,05 a 2,00% de Mn seja contida, é possível manter a dureza (resistência) da estrutura de perlita mantida e aperfeiçoar a resistência ao dano por fadiga. Em adição, uma estrutura de martensita que é perniciosa às propriedades de fadiga não é facilmente gerada, e uma redução na faixa de estresse de limite de fadiga pode ser suprimida, de modo que se torne possível intensificar resistência à fadiga.

[0013] Em adição, no trilho de perlita, pelo menos parte do boleto e pelo menos parte do patim têm uma estrutura de perlita, e a dureza superficial de pelo menos parte do boleto e pelo menos parte do patim está em uma faixa de Hv320 a Hv500 e tem uma rugosidade superficial máxima de menos do que ou igual a 180 mm. Portanto, torna-se possível intensificar a resistência ao dano por fadiga do trilho para as ferrovias de trem de carga estrangeiras e os trilhos de passageiro domésticos.

[0014] No trilho de perlita descrito acima (2), desde que a proporção da dureza superficial para a rugosidade superficial máxima é maior do que ou igual a 3,5, a faixa de estresse de limite por fadiga é aumentada, de modo que torna-se possível intensificar a resistência à fadiga. Portanto, torna-se possível adicionalmente aperfeiçoar a

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6/65 resistência ao dano por fadiga do trilho de perlita.

[0015] No trilho de perlita descrito acima (3), desde que o número de concavidades e convexidades é menor do que ou igual a 40, a faixa de estresse de limite por fadiga é aumentada, de modo que a resistência à fadiga é significantemente intensificada.

[0016] No trilho de perlita descrito acima (4), desde que um ou dois tipos de 0,01 a 2,00% de Cr e 0,01 a 0,50% de Mo estão contidos, espaçamento lamelar da estrutura de perlita é produzido finamente, de modo que a dureza (resistência) da estrutura de perlita é aperfeiçoada e geração da estrutura de martensita que é danosa às propriedades de fadiga é suprimida. Como um resultado, torna-se possível aperfeiçoar a resistência ao dano por fadiga do trilho de perlita.

[0017] No trilho de perlita descrito acima (5), desde que um ou dois tipos de 0,005 a 0,50% de V e 0,002 a 0,050% de Nb esteja contidos, grãos de austenita são produzidos finamente, de modo que a tenacidade da estrutura de perlita é aperfeiçoada. Em adição, desde que V e Nb impedem uma zona afetada por calor da junta de soldagem de amolecimento, torna-se possível aperfeiçoar a tenacidade da estrutura de perlita e resistência das juntas soldadas. [0018] No trilho de perlita descrito acima (6), desde que 0,01 a 1,00% de Co esteja contido, a estrutura de ferrita da superfície de contato de laminação é produzida adicionalmente finamente, de modo que as características de resistência ao desgaste são aperfeiçoadas. [0019] No trilho de perlita descrito acima (7), desde que 0,0001 a 0,0050% de B esteja contido, a dependência da taxa de resfriamento de uma temperatura de transformação de perlita é reduzida, de modo que o trilho de perlita é provido com uma distribuição de dureza mais uniforme. Como um resultado, torna-se possível alcançar um aumento na vida útil do trilho de perlita.

[0020] No trilho de perlita descrito acima (8), desde que 0,01 a

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1,00% de Cu esteja contido, a dureza (resistência) da estrutura de perlita é aperfeiçoada, de modo que geração da estrutura de martensita que é danosa às propriedades de fadiga é suprimida. Como um resultado, torna-se possível aperfeiçoar a resistência ao dano por fadiga do trilho de perlita.

[0021] No trilho de perlita descrito acima (9), desde que 0,01 a 1,00% de Ni esteja contido, a resistência e tenacidade da estrutura de perlita é aperfeiçoada, de modo que a geração da estrutura de martensita que é danosa às propriedades de fadiga é suprimida. Como um resultado, torna-se possível aperfeiçoar a resistência ao dano por fadiga do trilho de perlita.

[0022] No trilho de perlita descrito acima (10), desde que 0,0050 a 0,0500% de Ti esteja contido, grãos de austenita são produzidos finamente, e, desse modo, a tenacidade da estrutura de perlita é aperfeiçoada. Em adição, perda de ductilidade de uma porção de junta de soldagem pode ser impedida, de modo que torna-se possível aperfeiçoar a tenacidade do trilho de perlita.

[0023] No trilho de perlita descrito acima (11), desde que um ou dois tipos de 0,0005 a 0,0200% de Mg e 0,0005 a 0,0200% de Ca estejam contidos, grãos de austenita são produzidos finamente, e, desse modo, a tenacidade da estrutura de perlita é aperfeiçoada. Como um resultado, torna-se possível aperfeiçoar a resistência ao dano por fadiga do trilho de perlita.

[0024] No trilho de perlita descrito acima (12), desde que 0,0001 a 0,2000% de Zr esteja contido, a geração da estrutura de martensita ou a estrutura de cementita pró-eutectoide é suprimida em uma porção de segregação do trilho de perlita. Consequentemente,torna-se possível aperfeiçoar a resistência ao dano por fadiga do trilho de perlita.

[0025] No trilho de perlita descrito acima (13), desde que 0,0040 a

1,00% de Al esteja contido, uma temperatura de transformação de

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8/65 eutectoide pode ser movida para um lado de temperatura alta. Consequentemente, a estrutura de perlita tem uma alta dureza (resistência), torna-se possível aperfeiçoar a resistência ao dano por fadiga.

[0026] No trilho de perlita descrito acima (14), desde que 0,0060 a 0,0200% de N esteja contido, a transformação de perlita de limites de grão de austenita é acelerada e um bloqueio de dimensão da perlita é produzido finamente. Consequentemente, a tenacidade deste sendo aperfeiçoada, torna-se possível aperfeiçoar a tenacidade do trilho de perlita.

[0027] No trilho de perlita descrito acima (15), por adição de Cr, Mo, V, Nb, Co, B, Cu, Ni, Ti, Ca, Mg, Zr, Al, e N, torna-se possível alcançar o aperfeiçoamento da resistência ao dano por fadiga, o aperfeiçoamento da resistência ao desgaste, o aperfeiçoamento da tenacidade, a prevenção de amolecimento da zona afetada por calor de soldagem, e controle de uma distribuição de dureza de seção transversal de uma porção interna do boleto do trilho de perlita.

Breve Descrição dos Desenhos [0028] A figura 1 é um gráfico mostrando um relacionamento entre uma dureza ou uma estrutura metálica de uma superfície do patim de um trilho de perlita e uma faixa de estresse de limite por fadiga como um resultado de um este de fadiga no trilho de perlita de acordo com uma modalidade da invenção.

[0029] A figura 2 é um gráfico mostrando um relacionamento entre a rugosidade superficial máxima Rmáx da superfície do patim do trilho de perlita e a faixa de estresse de limite por fadiga.

[0030] A figura 3 é um gráfico mostrando um relacionamento entre

SVH/Rmáx da superfície do patim do trilho de perlita e a faixa de estresse de limite por fadiga.

[0031] A figura 4 é um gráfico mostrando um relacionamento entre

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9/65 o número de concavidades e convexidades do trilho de perlita e a faixa de estresse de limite por fadiga.

[0032] A figura 5 é uma vista em corte transversal lateral mostrando uma região que necessita de uma estrutura de perlita com uma dureza de Hv320 a Hv500 e um nome de posição de superfície na seção transversal, no trilho de perlita.

[0033] A figura 6A é um diagrama esquemático mostrando o resumo do teste de fadiga na superfície do boleto do trilho de perlita. [0034] A figura 6B é um diagrama esquemático mostrando o resumo do teste de fadiga na superfície do patim do trilho de perlita. [0035] A figura 7 é um gráfico mostrando um relacionamento entre a dureza superficial do boleto e a faixa de estresse de limite por fadiga a ser distinguida pela proporção da rugosidade de superfície de SVH para a rugosidade superficial máxima Rmáx do trilho de perlita.

[0036] A figura 8 é um gráfico mostrando um relacionamento entre a dureza superficial do patim e a faixa de estresse de limite por fadiga a ser distinguida pela proporção da rugosidade de superfície de SVH para a rugosidade superficial máxima Rmáx do trilho de perlita.

[0037] A figura 9 é um gráfico mostrando relacionamentos entre a dureza superficial do boleto do trilho à base de perlita e a faixa de estresse de limite por fadiga a ser distinguida pelo número de concavidades e convexidades que excede 0,30 vezes a rugosidade superficial máxima.

[0038] A figura 10 é um gráfico mostrando relacionamentos entre a dureza superficial do patim do trilho à base de perlita e a faixa de estresse de limite por fadiga a ser distinguida pelo número de concavidades e convexidades que excede 0,30 vezes a rugosidade superficial máxima.

Descrição das Modalidades [0039] Daqui por diante, um trilho à base de perlita (um trilho de

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10/65 perlita) tendo excelente resistência ao desgaste e resistência ao dano por fadiga de acordo com uma modalidade da invenção será descrito em detalhe. Aqui, a modalidade não é limitada a seguinte descrição e será compreendido por aqueles técnicos no assunto que as formas e detalhes desta pode ser modificada em várias formas sem fugir do espírito e escopo da modalidade. Portanto, a modalidade não é construída como sendo limitada pela descrição provida mais tarde. Daqui por diante, em termos de composição, massa% é simplesmente referida como %. Em adição, conforme necessário, o trilho à base de perlita de acordo com esta modalidade é referido como um trilho de aço.

[0040] Primeiro, os inventores examinaram situações em que dano por fadiga de trilhos de aço em uma trilha real ocorre. Como um resultado, foi confirmado que dano por fadiga de um boleto do trilho de aço não ocorre em uma superfície de laminação que está em contato com rodas, mas ocorre de uma superfície de uma porção de não contato na periferia desta. Em adição, foi confirmado que dano por fadiga de um patim do trilho de aço ocorre de uma superfície na vizinhança de uma porção central do patim em uma direção da largura onde estresse é relativamente alto. Portanto, foi verificado que o dano por fadiga da trilha real ocorre a partir do boleto e da superfície do patim de um trilho produto.

[0041] Além disso, os inventores mostraram fatores de geração do dano por fadiga do trilho de aço baseados nos resultados de exame. É sabido que a resistência à fadiga de aço é geralmente correlacionada com uma resistência à tensão (dureza) do aço. Aqui, um trilho de aço foi produzido pelo uso de aço tendo uma quantidade de C de 0,60 a 1,30%, uma quantidade de Si de 0,05 a 2,00%, e uma quantidade de Mn de 0,05 a 2,00%, e realizando laminação de trilho e tratamento de calor neste, e um teste de fadiga que as condições de uso de uma

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11/65 trilha real foram reproduzidas. Em adição, as condições de teste são conforme segue:

(x1) Forma do trilho: um trilho de aço (67 kg/m) de 136 libras é usado.

(x2) Teste de fadiga

Método teste: um teste de encurvamento de três pontos (comprimento de extensão de 1 m e uma frequência de 5 Hz) é realizado em um trilho de aço real.

Condição de carga: controle de faixa de estresse (carga máxima-mínima, a carga mínima é 10% da carga máxima) é realizado.

(x3) Postura do teste: uma carga é adicionada em um boleto do trilho (resistência à tensão é adicionada em um patim).

(x4) Número de repetição: 2 milhões de vezes, a faixa de estresse máxima sem fraturamento é referida como uma faixa de estresse de limite por fadiga.

[0042] Os resultados do teste de fadiga do trilho de aço real no encurvamento de três pontos são mostrados na figura 1. A figura 1 é um gráfico mostrando um relacionamento entre uma dureza ou uma estrutura metálica da superfície do patim do trilho de aço e uma faixa de estresse de limite por fadiga. Aqui, a superfície do patim do trilho de aço é uma porção única 3 mostrada na figura 5. Com relação a faixa de estresse de limite por fadiga, conforme descrito acima (x2), quando o teste é realizado por variação da carga entre o estresse máximo e o estresse mínimo, a diferença entre o estresse máximo e o estresse mínimo é a mesma conforme a faixa de estresse no teste de fadiga, e, particularmente, conforme descrito acima (x4), a faixa de estresse máxima sem fraturamento é conforme a faixa de estresse de limite por fadiga.

[0043] Na figura 1, foi confirmado que a faixa de estresse de limite por fadiga que determina as propriedades de fadiga de aço é

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12/65 correlacionada com a estrutura metálica de aço. Foi verificado que o trilho de aço em uma região indicada pela seta A da figura 1 (dureza superficial do patim de Hv250 a 300) em que uma quantidade pequena de estrutura de ferrita é misturada com a estrutura de perlita, e o trilho de aço em uma região indicada pela seta C da figura 1 (dureza superficial de fundo de Hv530 a 580) em que uma quantidade pequena de estrutura de martensita e estrutura de cementita pró-eutectoide é misturada com a estrutura de perlita tem faixas de estresse de limite por fadiga grandemente reduzidas, e, desse modo, tem resistência à fadiga grandemente reduzida.

[0044] Em adição, em uma região indicada pela seta B da figura 1 que representa uma estrutura de fase simples de perlita (dureza superficial de fundo de Hv300 a 530), existe uma tendência em direção à faixa de estresse de limite por fadiga aumentar com a dureza superficial. Contudo, conforme a dureza superficial do patim excede Hv500, a faixa de estresse de limite por fadiga é grandemente reduzida. Portanto, foi verificado que de modo a segurar seguramente uma resistência à fadiga predeterminada, a dureza superficial necessita ser confinada dentro de uma faixa predeterminada.

[0045] Além disso, os inventores verificaram fatores que variam as faixas de estresse de limite por fadiga de trilhos de aço tendo a mesma dureza, de modo a aperfeiçoar seguramente a resistência à fadiga do trilho de aço. Conforme mostrado na figura 1, as faixas de estresse de limite por fadiga da estrutura de perlita tendo a mesma dureza variam com faixas de cerca de 200 a 250 MPa. Aqui, o ponto de partida de um trilho de aço que foi fraturado durante o teste de fadiga foi examinado. Como um resultado, foi confirmado que o ponto de partida tem concavidades e convexidades, e dano por fadiga ocorre das concavidades e convexidades.

[0046] Aqui, os inventores examinaram um relacionamento entre a

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13/65 resistência à fadiga do trilho de aço e as concavidades e convexidades da superfície deste em detalhe. O resultado é mostrado na figura 2. A figura 2 é um gráfico mostrando um relacionamento entre a rugosidade superficial máxima Rmáx e a faixa de estresse de limite por fadiga por medição da rugosidade da superfície de um patim de um trilho de aço tendo uma quantidade de C de 0,65 a 1,20%, uma quantidade de Si de 0,50%, uma quantidade de Mn de 0,80%, e uma dureza de Hv320 a Hv500 usando-se um medidor de rugosidade. Aqui, a rugosidade superficial máxima é a soma de uma profundidade do vale máximo e uma altura de montanha máxima com relação a um valor médio de profundidades ou alturas a partir do patim a um boleto na direção vertical ao trilho (direção da altura) como uma medição de comprimento de referência, e, para detalhes, indica a altura máxima (Rz) de uma curva de rugosidade descrita em JIS B 0601. Em adição, quando a rugosidade da superfície é medida, a incrustação (película de óxido) da superfície do trilho foi removida por lavagem com ácido ou explosão em avanço.

[0047] A resistência à fadiga de aço é correlacionada com a rugosidade superficial máxima Rmáx, e na figura 2, quando a rugosidade superficial máxima Rmáx é menor do que ou igual a 180 mm, a faixa de estresse de limite por fadiga é significantemente aumentada. Consequentemente, foi verificado que a resistência à fadiga mínima (>300 MPa) necessária para o trilho é assegurada. Em adição, o trilho tendo uma dureza de Hv320 adicionalmente aumentado na faixa de estresse de limite por fadiga quando sua rugosidade superficial máxima Rmáx é menor do que ou igual a 90 mm, o trilho tendo uma dureza de Hv400 adicionalmente aumenta na faixa de estresse de limite por fadiga quando sua rugosidade superficial máxima Rmáx é menor do que ou igual a 120 mm, e o trilho tendo uma dureza de Hv500 adicionalmente aumenta na faixa de estresse de

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14/65 limite por fadiga quando sua rugosidade superficial máxima Rmáx é menor do que ou igual a 150 mm.

[0048] A partir do resultado, de modo a aperfeiçoar a resistência à fadiga do trilho de aço tendo alto componente de carbono, foi recentemente verificado que a estrutura metálica tem que ser uma estrutura de fase simples de perlita, a dureza superficial do trilho de aço tem que ser confinada na faixa de Hv320 a Hv500, e a rugosidade superficial máxima (Rmáx) tem que ser confinada para ser menor do que ou igual a 180 mm.

[0049] Aqui, quando uma quantidade pequena de ferrita, martensita, e cementita pró-eutectoide é misturada com a estrutura de perlita, a resistência à fadiga não é reduzida significantemente. Contudo, de modo a aperfeiçoar a resistência à fadiga ao grau máximo, é preferível que a estrutura de perlita tenha a estrutura de fase simples.

[0050] Além disso, os inventores examinaram um relacionamento entre a faixa de estresse de limite por fadiga, dureza superficial (SVH : Dureza de Superfície Vickers), e rugosidade superficial máxima Rmáx do trilho de aço em detalhe. Como um resultado, foi verificado que existe uma correlação entre a proporção da dureza superficial (SVH) do trilho de aço para a rugosidade superficial máxima Rmáx, isto é, SVH/Rmáx e a faixa de estresse de limite por fadiga. A figura 3 é um gráfico mostrando um relacionamento entre SVH/Rmáx do trilho de aço tendo uma quantidade de C de 0,65 a 1,20%, uma quantidade de C de Si de 0,50%, uma quantidade de C de Mn de 0,80%, e uma dureza de Hv320 a Hv500 e a faixa de estresse de limite por fadiga deste. Foi recentemente conhecido que com relação aos trilhos de aço tendo qualquer das durezas Hv320, Hv400, e Hv500, as faixas de estresse de limite por fadiga dos trilhos de aço tendo um valor SVH/Rmáx de mais do que ou igual a 3,5 aumentam para 380 MPa ou

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15/65 mais alta e, desse modo, a resistência à fadiga aumenta grandemente. [0051] Em adição à modalidade, os inventores examinaram uma correlação entre a rugosidade da superfície e a resistência à fadiga do trilho de aço de modo a aperfeiçoar a resistência à fadiga do trilho de aço. A figura 4 mostra um resultado do teste de fadiga dos trilhos de aço tendo uma quantidade de C de 1,00%, uma quantidade de Si de 0,50%, uma quantidade de Mn de 0,80%, e uma dureza de Hv400 quando as rugosidades superficial máxima Rmáx destes são 150 mm e 50 mm. De modo a examinar um relacionamento entre a rugosidade da superfície do patim e a faixa de estresse de limite por fadiga em detalhe, uma correlação entre o número de concavidades e convexidades que excede 0.30 vezes a rugosidade superficial máxima com relação a um valor médio de profundidades ou alturas na direção vertical ao trilho (direção da altura) a partir do patim para o boleto e a faixa de estresse de limite por fadiga. Em adição, o número de concavidades e convexidades é contado para um comprimento do patim de 5 mm na direção longitudinal ao trilho. Foi verificado que com relação aos trilhos de aço tendo qualquer dureza e rugosidade superficial máxima Rmáx de 150 mm e 50 mm, pelo uso dos trilhos de aço tendo o número de concavidades e convexidades de 40 ou menos, e, preferivelmente, 10 ou menos, a faixa de estresse de limite por fadiga adicionalmente aumenta, e, desse modo, a resistência à fadiga aumenta grandemente.

[0052] Isto é, nesta modalidade, permitindo-se que a dureza superficial SVH do boleto e o patim do trilho de aço esteja na faixa de Hv320 a Hv500, e usando-se o trilho de aço que tem uma estrutura de perlita com alto componente de carbono e a rugosidade superficial máxima Rmáx de menos do que ou igual a 180 mm, a resistência ao dano por fadiga do trilho à base de perlita usado para ferrovias de trem de carga estrangeiras e os trilhos de passageiro domésticos pode ser

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16/65 aperfeiçoada. Em adição, pelo uso do trilho à base de perlita que tem uma estrutura de perlita com alto componente de carbono em que uma proporção SVH/Rmáx da dureza superficial para a rugosidade superficial máxima é mais alta do que ou igual a 3,5, ou pelo uso do trilho à base de perlita que tem uma estrutura de perlita com alto componente de carbono em que o número de concavidades e convexidades é menor do que ou igual a 40, é possível aumentar a faixa de estresse de limite por fadiga e aumentar grandemente a resistência à fadiga.

[0053] Nesta modalidade, os resultados da superfície do patim do trilho à base de perlita são mostrados nas figuras 1 a 4. Os mesmos resultados conforme aqueles mostrados nas figuras 1 a 4 podem ser obtidos para a superfície do boleto do trilho à base de perlita.

[0054] Em adição, a quantidade de C, a quantidade de Si, e a quantidade de Mn não são limitadas aos valores descritos acima, e os mesmos resultados podem ser obtidos considerando-se a quantidade de C está na faixa de 0,65 a 1,20%, a quantidade de Si está na faixa de 0,05 a 2,00%, e a quantidade de Mn está na faixa de 0,05 a 2,00%. [0055] Além disso, partes tendo a estrutura de perlita, partes tendo uma dureza superficial SVH na faixa de Hv320 a Hv500, e partes tendo a rugosidade superficial máxima Rmáx de menos do que ou igual a 180 mm podem ser incluídas pelo menos parte do boleto e pelo menos parte do patim do trilho à base de perlita.

[0056] Em adição, a proporção da dureza superficial SVH para a rugosidade superficial máxima Rmáx pode não necessariamente ser maior do que ou igual a 3,5, e o número de concavidades e convexidades não pode necessariamente ser menor do que ou igual a 40. Contudo, permitindo-se que a proporção SVH/Rmáx seja maior do que ou igual a 3,5 e permitindo-se que o número de concavidades e convexidades seja menor do que ou igual a 40, conforme descrito

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17/65 acima, o aperfeiçoamento da resistência à fadiga pode ser adicionalmente alcançado.

[0057] Em seguida, a razão de limitação nesta modalidade será descrita em detalhe. Daqui por diante, em termos de composição de aço, massa% é simplesmente referida como %.

(1) Razão de Limitação de Componentes Químicos [0058] A razão de limitação dos componentes químicos do trilho à base de perlita de modo que a quantidade de C esteja na faixa de 0,65 a 1,20%, a quantidade de Si de 0,05 a 2,00%, e a quantidade de Mn esteja na faixa de 0,05 a 2,00% será descrita em detalhe.

[0059] O C acelera a transformação de perlita e, desse modo, assegura resistência ao desgaste. Quando a quantidade de C no trilho à base de perlita é menor do que 0,65%, ferrita pró-eutectoide que é danosa às propriedades de fadiga da estrutura de perlita é mais provável de ocorrer, e, além disso, torna-se difícil manter a dureza (resistência) da estrutura de perlita. Como um resultado, a resistência ao dano por fadiga do trilho é degradada. Em adição, quando a quantidade de C no trilho de perlita excede 1,20%, uma estrutura de cementita pró-eutectoide que é danosa às propriedades de fadiga da estrutura de perlita é mais provável de ocorrer. Como um resultado, a resistência ao dano por fadiga do trilho é degradada. Consequentemente, a quantidade de C no trilho à base de perlita é limitada a 0,65 a 1,20%.

[0060] O Si é um componente essencial como um agente de desoxidação. Em adição, Si aumenta a dureza (resistência) da estrutura de perlita devido ao fortalecimento da solução sólida da fase sólida na estrutura de perlita, e, desse modo, aperfeiçoa a resistência ao dano por fadiga da estrutura de perlita. Além disso, o Si suprime um geração de uma estrutura de cementita pró-eutectoide em aço hipereutectoide e, desse modo, suprime a degradação das

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18/65 propriedades de fadiga. Contudo, quando a quantidade de Si no trilho à base de perlita é menor do que 0,05%, aqueles efeitos não podem ser suficientemente esperados. Em adição, quando a quantidade de Si no trilho à base de perlita excede 2,00%, a dureza aumenta significantemente, e, desse modo, uma estrutura de martensita que é danosa às propriedades de fadiga é mais provável de ocorrer. Consequentemente, a quantidade de Si adicionada ao trilho à base de perlita é limitada a 0,05 a 2,00%.

[0061] O Mn aumenta a dureza e, desse modo, produz um espaçamento lamelar na estrutura de perlita fina, desse modo assegurando a dureza (resistência) da estrutura de perlita e intensificando a resistência ao dano por fadiga. Contudo, quando a quantidade de Mn contida no trilho à base de perlita é menor do que 0,05%, estes efeitos são pequenos, e torna-se difícil assegurar a resistência ao dano por fadiga que é necessária para o trilho. Em adição, quando a quantidade de Mn contida no trilho à base de perlita excede 2,00%, a dureza é significantemente aumentada, e a estrutura de martensita que é danosa às propriedades de fadiga é mais provável de ocorrer. Consequentemente, a quantidade de Mn adicionada ao trilho à base de perlita é limitada a 0,05 a 2,00%.

[0062] Em adição, ao trilho à base de perlita produzido da composição de componente descrita acima, os elementos Cr, Mo, V, Nb, Co, B, Cu, Ni, Ti, Ca, Mg, Zr, Al, e N são adicionados conforme necessário para a proposta de intensificar a dureza (resistência) da estrutura de perlita, isto é, aperfeiçoando a resistência ao dano por fadiga, aperfeiçoando a resistência ao desgaste, aperfeiçoando tenacidade, impedindo uma zona de soldagem afetada pelo calor de amolecimento, e controlando uma distribuição de dureza de seção transversal do interior do boleto do trilho.

[0063] Aqui, Cr e Mo aumentam o ponto de transformação de

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19/65 equilíbrio da perlita e principalmente torna o espaçamento lamelar da perlita fino, desse modo, assegurando a dureza da estrutura de perlita. V e Nb suprimem o crescimento de grãos de austenita por carbureto e nitreto gerados durante laminação a quente e resfriamento em seguida. Além disso, V e Nb aperfeiçoam a tenacidade e dureza da estrutura de perlita ou da estrutura de ferrita por endurecimento de precipitação. Em adição, V e Nb geral estavelmente carbureto e nitreto durante reaquecimento e, desse modo, impedem a zona afetada por calor da junta de soldagem de amolecimento. O Co produz a estrutura lamelar ou tamanho de grão de ferrita de uma superfície de contato de laminação fina aumentando, desse modo, a resistência ao desgaste da estrutura de perlita. O B reduz a dependência da taxa de resfriamento da temperatura de transformação de perlita uniformizando, desse modo, a distribuição de dureza do trilho boleto. O Cu solubilizado sólido na ferrita na estrutura de perlita ou a estrutura de perlita, desse modo, aumenta a dureza da estrutura de perlita. O Ni aperfeiçoa a tenacidade e dureza da estrutura de ferrita ou da estrutura de perlita e simultaneamente impede a zona afetada por calor da junta de soldagem de amolecimento. O Ti refina a estrutura nas zonas afetadas por calor de solda e impede a perda de ductilidade das zonas afetadas por calor da junta soldada. Ca e Mg tornam os grãos de austenita finos durante laminação do trilho e simultaneamente aceleram a transformação de perlita, desse modo, intensificando a tenacidade da estrutura de perlita. O Zr aumenta uma taxa de cristalização equiaxial de uma estrutura solidificada e suprime a formação de uma zona de segregação de uma porção central de um lingote tornando, desse modo, a espessura da estrutura de cementita pró-eutectoide fina. O Al move uma temperatura de transformação de eutectoide para um lado de temperatura mais alto e, desse modo, aumenta a dureza da estrutura de perlita. A proposta principal de adição de N é acelerar a

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20/65 transformação de perlita conforme N segrega a limites de grão de austenita e torna um tamanho de bloco de perlita fino, desse modo, intensificando a tenacidade.

[0064] A razão da limitação das quantidades de aditivo de tais componentes no trilho à base de perlita será descrita em detalhe. [0065] O Cr aumenta a temperatura de transformação de equilíbrio e, consequentemente, torna o espaçamento lamelar da estrutura de perlita fino, desse modo, contribuindo para o aumento na dureza (resistência). Simultaneamente, o Cr fortalece uma fase de cementita e, desse modo, aperfeiçoa a dureza (resistência) da estrutura de perlita, desse modo, intensificando a resistência ao dano por fadiga da estrutura de perlita. Contudo, quando a quantidade de Cr contida no trilho à base de perlita é menor do que 0,01%, aqueles efeitos são pequenos, e o efeito de intensificação da dureza do trilho à base de perlita não pode ser completamente exibido. Em adição, quando a quantidade de Cr contida no trilho à base de perlita excede 2,00%, a dureza é aumentada, e, desse modo, a estrutura de martensita que é danosa às propriedades de fadiga da estrutura de perlita é mais provável de ocorrer. Como um resultado, a resistência ao dano por fadiga do trilho é degradada. Consequentemente, a quantidade de Cr adicionada ao trilho à base de perlita é limitada a 0,01 a 2,00%.

[0066] O Mo aumenta a temperatura de transformação de equilíbrio similar a Cr e, consequentemente torna o espaçamento lamelar da estrutura de perlita fina, desse modo, contribuindo para o aumento na dureza (resistência) e intensificando a resistência ao dano por fadiga da estrutura de perlita. Contudo, quando a quantidade de Mo contida no trilho à base de perlita é menor do que 0,01%, aqueles efeitos são pequenos, e o efeito de intensificar a dureza do trilho à base de perlita não pode ser completamente exibido. Em adição, quando a quantidade de Mo contida no trilho à base de perlita excede

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0,50%, a taxa de transformação é significantemente reduzida, e, desse modo, a estrutura de martensita que é danosa às propriedades fadiga da estrutura de perlita é mais provável de ocorrer. Como um resultado, a resistência ao dano por fadiga do trilho é degradada. Consequentemente, a quantidade de Mo adicionada ao trilho à base de perlita é limitada a 0,01 a 0,50%.

[0067] O V precipita como carbureto de V ou nitreto de V durante laminação a quente típica, ou um tratamento de calor realizado a uma alta temperatura e produz grãos de austenita finos devido a um efeito de pinagem. Consequentemente, a tenacidade da estrutura de perlita pode ser aperfeiçoada. Além disso, V aumenta a dureza (resistência) da estrutura de perlita devido ao endurecimento de precipitação pelo carbureto de V e nitreto de V gerados durante resfriamento após a laminação a quente, desse modo, intensificando a resistência ao dano por fadiga da estrutura de perlita. Em adição, V gera carbureto de V e nitreto de V em uma faixa de temperatura relativamente alta em uma zona afetada por calor, isto, é reaquecida em uma faixa de temperatura de mais baixa do que ou igual ao ponto Ac1, e, desse modo, é efetivo na prevenção da zona afetada por calor da junta de soldagem de amolecimento. Contudo, quando a quantidade de V é menor do que 0,005%, aqueles efeitos não podem ser suficientemente esperados, e o aperfeiçoamento da estrutura de perlita na tenacidade e dureza (resistência) não é limitado. Em adição, quando a quantidade de V excede 0,50%, o endurecimento de precipitação do carbureto de V ou nitreto de V ocorre excessivamente, e, desse modo, a tenacidade da estrutura de perlita é degradada, desse modo degradando a tenacidade do trilho. Consequentemente, a quantidade de V adicionada ao trilho à base de perlita é limitada a 0,005 a 0,50%.

[0068] Nb, do mesmo modo que V, torna os grãos de austenita finos devido ao efeito de pinagem do carbureto de Nb ou nitreto de Nb

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22/65 durante a laminação a quente típica ou o tratamento de calor realizado a uma alta temperatura e, desse modo, aperfeiçoa a tenacidade da estrutura de perlita. Desse modo, intensifica-se a resistência ao dano por fadiga da estrutura de perlita. Em adição, Nb aumenta a dureza (resistência) da estrutura de perlita devido ao endurecimento por precipitação pelo carbureto de Nb e nitreto de Nb gerado durante resfriamento após a laminação a quente. Em adição, Nb gera estavelmente carbureto de Nb e nitreto de Nb de uma faixa de temperatura baixa a uma faixa de temperatura alta na zona afetada por calor, isto é, reaquecida na faixa de temperatura de mais baixa do que ou igual ao ponto Ac1, e, desse modo, previne a zona afetada por calor da junta de soldagem de amolecimento. Contudo, quando a quantidade de Nb contida no trilho à base de perlita é menor do que 0,002%, aqueles efeitos não podem ser esperados, e o aperfeiçoamento da estrutura de perlita na tenacidade e dureza (resistência) não é admitido. Em adição, quando o Nb contido no trilho à base de perlita excede 0,050%, o endurecimento por precipitação do carbureto de Nb ou nitreto de Nb ocorre excessivamente, e, desse modo, a tenacidade da estrutura de perlita é degradada, desse modo degradando a tenacidade do trilho. Consequentemente, a quantidade de Nb adicionada ao trilho à base de perlita é limitada a 0,002 a 0,050%.

[0069] O Co é solubilizado sólido na fase de ferrita na estrutura de perlita e produz a estrutura de ferrita fina formada por contato com rodas na superfície de contato de laminação do trilho boleto adicionalmente fina, desse modo aperfeiçoando a resistência ao desgaste. Quando a quantidade de Co contida no trilho à base de perlita é menor do que 0,01%, a finura da estrutura de ferrita não pode ser alcançada, de modo que o efeito de intensificar a resistência ao desgaste não pode ser esperado. Em adição, quando a quantidade de

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Co contida no trilho à base de perlita excede 1,00%, aqueles efeitos são saturados, de modo que a finura da estrutura de ferrita de acordo com a quantidade aditiva não pode ser alcançada. Em adição, eficiência econômica é reduzida devido ao aumento nos custos causados por adição de ligas. Consequentemente, a quantidade de Co adicionada ao trilho à base de perlita é limitada a 0,01 a 1,00%.

[0070] O B forma boreto de carbureto de ferro (Fe₂₃(CB)₆) nos limites de Gao de austenita e reduz a dependência da taxa de resfriamento da temperatura de transformação de perlita pelo efeito de aceleração da transformação de perlita. Consequentemente, B dá uma distribuição de dureza mais uniforme a partir da superfície para o interior do boleto ao trilho, tornando-se possível aumentar a vida útil do trilho. Contudo, quando a quantidade de B contida no trilho à base de perlita é menor do que 0,0001%, aqueles efeitos não são suficientes, e o aperfeiçoamento da distribuição de dureza do boleto do trilho não é admitido. Em adição, quando a quantidade de B contida no trilho à base de perlita excede 0,0050%, boreto de carbureto de ferro mais grosso é gerado, resultando em uma redução na tenacidade. Consequentemente, a quantidade de B adicionada ao trilho à base de perlita é limitada a 0,0001 a 0,0050%.

[0071] O Cu é solubilizado sólido na ferrita na estrutura de perlita e aperfeiçoa a dureza (resistência) da estrutura de perlita devido ao enrijecimento da solução sólida, desse modo intensificando a resistência ao dano por fadiga da estrutura de perlita. Contudo, quando a quantidade de Cu contida no trilho à base de perlita é menor do que 0,01%, aqueles efeitos não podem ser esperados. Em adição, quando a quantidade de Cu contida no trilho à base de perlita excede 1,00%, devido a um aumento significante na dureza, a estrutura de martensita que é danosa às propriedades de fadiga da estrutura de perlita é mais provável de ocorrer. Como um resultado, a resistência

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24/65 ao dano por fadiga do trilho é degradada. Consequentemente, a quantidade de Cu no trilho à base de perlita é limitada a 0,01 a 1,00%. [0072] O Ni aperfeiçoa a tenacidade da estrutura de perlita e simultaneamente aumenta a dureza (resistência) devido ao enrijecimento da solução sólida, desse modo intensificando a resistência ao dano por fadiga da estrutura de perlita. Além disso, Ni precipita finamente como um composto intermetálico Ni₃Ti com Ti na zona de soldagem afetada pelo calor e suprime o amolecimento devido ao endurecimento por precipitação. Em adição, Ni suprime perda de ductilidade de limites de Gao no cobre ao qual Cu é adicionado. Contudo, quando a quantidade de Ni contida no trilho à base de perlita é menor do que 0,01%, aqueles efeitos são significantemente pequenos, e quando quantidade de Ni contida no trilho à base de perlita excede 1,00%, a estrutura de martensita que é danosa às propriedades de fadiga é mais provável de ocorrer na estrutura de perlita devido ao significante aperfeiçoamento da dureza. Como um resultado, a resistência ao dano por fadiga do trilho é degradada. Consequentemente, a quantidade de Ni adicionada ao trilho à base de perlita é limitada a 0,01 a 1,00%.

[0073] O Ti precipita como carbureto de Ti ou nitreto de Ti durante a laminação a quente típica ou o tratamento de calor realizado a uma alta temperatura e produz grãos de austenita finos devido ao efeito de pinagem, desse modo intensificando a tenacidade da estrutura de perlita. Além disso, Ti aumenta a dureza (resistência) da estrutura de perlita devido ao endurecimento por precipitação pelo carbureto de Ti e nitreto de Ti gerados durante resfriamento após a laminação a quente, desse modo intensificando a resistência ao dano por fadiga da estrutura de perlita. Em adição, Ti é usado que precipita carbureto de Ti e nitreto de Ti que não dissolve durante o reaquecimento na soldagem, Ti torna a estrutura da zona afetada por calor aquecida a

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25/65 uma faixa de austenita fina, desse modo prevenindo perda de ductilidade da porção de junta de soldagem. Contudo, quando a quantidade de Ti contida no trilho à base de perlita é menor do que 0,0050%, aqueles efeitos são pequenos. Em adição, quando a quantidade de Ti contida no trilho à base de perlita excede 0,0500%, carbureto de Ti e nitreto de Ti mais grossos são gerados, e dano por fadiga ocorre a partir do precipitado grosso. Como um resultado, a resistência ao dano por fadiga do trilho é degradada. Consequentemente, a quantidade de Ti adicionada ao trilho à base de perlita é limitada a 0,0050 a 0,0500%.

[0074] Mg é ligado a O, S, ou Al e similares e forma óxido ou sulfeto finos. Como um resultado, Mg suprime crescimento de grãos de cristal durante reaquecimento para laminação do trilho e torna os grãos de austenita finos, desse modo intensificando a tenacidade da estrutura de perlita. Além disso, o Mg contribui para geração da transformação de perlita desde que MgS faça com que MnS se distribua finamente e estes MnS formem núcleos de ferrita ou cementita na periferia de si mesmo. Como um resultado, pela produção do tamanho de bloco de perlita fina, a tenacidade da estrutura de perlita pode ser aperfeiçoada. Contudo, quando a quantidade de Mg contida no trilho à base de perlita é menor do que 0,0005%, aqueles efeitos são fracos, e quando a quantidade de Mg contida no trilho à base de perlita excede 0,0200%, óxido grosseiro de Mg é gerado, e dano por fadiga ocorre a partir do óxido grosseiro. Como um resultado, a resistência ao dano por fadiga do trilho é degradada. Consequentemente, a quantidade de Mg no trilho à base de perlita é limitada a 0,0005 a 0,0200%.

[0075] O Ca é fortemente ligado ao S e forma sulfeto como CaS, e, além disso, Ca faz com que MnS se distribua finamente e faz com que uma zona exaurida de Mn se forme na periferia de Mns, desse

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26/65 modo contribuindo para a geração da transformação de perlita. Como um resultado, pela produção de tamanho de bloco de perlita fino, a tenacidade da estrutura de perlita pode ser aperfeiçoada. Contudo, quando a quantidade de Ca contida no trilho à base de perlita é menor do que 0,0005%, aqueles efeitos são fracos, e quando a quantidade de Ca contida no trilho à base de perlita excede 0,0200%, óxido de Ca grosseiro é gerado, e dano por fadiga ocorre a partir do óxido grosseiro. Como um resultado, a resistência ao dano por fadiga do trilho é degradada. Consequentemente, a quantidade de Ca no trilho à base de perlita é limitada para ser 0,0005 a 0,0200%.

[0076] Zr aumenta a taxa de cristalização equiaxial da estrutura solidificada desde que um inclusão de ZrO2 tenha alta consistência de cristal com γ-Fe e torne-se um núcleo de solidificação do trilho de alto carbono à base de perlita que é primariamente solidificação de cristal. Como resultado, Zr suprime a formação da zona de segregação da porção central do lingote, desse modo suprimindo a geração de martensita a partir da porção de segregação de trilho ou a geração da estrutura de cementita pró-eutectoide. Contudo, quando a quantidade de Zr contida no trilho à base de perlita é menor do que 0,0001%, o número de inclusões à base de ZrO2 é pequeno, e Zr não mostra uma função suficiente como um núcleo de solidificação. Como um resultado, uma martensita ou estrutura de cementita pró-eutectoide é gerada da porção de segregação, de modo que a resistência ao dano por fadiga do trilho é degradada. Em adição, quando a quantidade de Zr contida no trilho à base de perlita excede 0,2000%, uma grande quantidade de inclusões à base de Zr grosseiras é gerada, e dano por fadiga ocorre a partir das inclusões grosseiras à base de Zr como pontos de partida, de modo que a resistência ao dano por fadiga do trilho é degradada. Consequentemente, a quantidade de Zr no trilho à base de perlita é limitada para ser 0,0001 a 0,2000%.

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27/65 [0077] Al é um componente essencial as como componente de desoxidação. Em adição, Al move a temperatura de transformação de eutectoide a um lado de alta temperatura e, desse modo, contribui para o aumento na dureza (resistência) da estrutura de perlita, desse modo a intensificar a resistência ao dano por fadiga da estrutura de perlita. Contudo, quando a quantidade de Al contida no trilho à base de perlita é menor do que 0,0040%, aqueles efeitos são fracos. Em adição, quando a quantidade de Al contida no trilho à base de perlita excede 1,00%, torna-se difícil fazer com que o Al se dissolva sólido em aço, inclusões grosseiras à base de alumina são geradas, e dano por fadiga ocorre a partir dos precipitados grosseiros. Como um resultado, a resistência ao dano por fadiga do trilho é degradada. Além disso, óxido é gerado durante soldagem e a soldabilidade é significantemente degradada. Consequentemente, a quantidade de Al adicionada ao trilho à base de perlita é limitada a 0,0040 a 1,00%.

[0078] N precipita nos limites de grão de austenita, acelera a transformação de perlita a partir dos limites de grão de austenita. Principalmente, pela produção do tamanho de bloco de perlita fine, desse modo aperfeiçoando a tenacidade. Em adição, N é adicionado simultaneamente com V ou Al para acelerar precipitação de VN ou AlN. Como um resultado, N produz os grãos de austenita finos devido a um efeito de pinagem de VN ou AlN durante a laminação a quente típica ou o tratamento de calor realizado a uma alta temperatura, desse modo intensificando a tenacidade da estrutura de perlita. Contudo, quando a quantidade de N contida no trilho à base de perlita é menor do que 0,0060%, aqueles efeitos são fracos. Quando a quantidade de N contida no trilho à base de perlita excede 0,0200%, torna-se difícil para N se dissolver sólido no aço, e bolhas são geradas como pontos de partida do dano por fadiga, de modo que a resistência ao dano por fadiga do trilho é degradada. Consequentemente, a

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28/65 quantidade de N contida no trilho à base de perlita é limitada a 0,0060 a 0,0200%.

[0079] O trilho à base de perlita tendo a composição de componente descrita acima é produzido por uma fornalha de fusão que é tipicamente usada, tal como uma fornalha conversora ou uma fornalha elétrica. Em adição, lingotes são produzidos de aço fundido, isto é, dissolvido na fornalha de fusão por método de lingotamento de lingote, método de separação de lingote, ou fundição contínua, e o trilho à base de perlita é produzido através de laminação a quente novamente.

(2) Razão de Limitação de Estrutura Metálica [0080] A razão que a estrutura metálica das superfícies do boleto e do patim do trilho à base de perlita seja limitada à estrutura de perlita será descrita.

[0081] Quando a estrutura de ferrita, a estrutura de cementita próeutectoide e a estrutura de martensita são misturadas com a estrutura de perlita, a tensão é concentrada na estrutura de ferrita tendo uma dureza relativamente baixa (resistência), a geração de fraturas de fadiga é causada. Em adição, na estrutura de cementita pró-eutectoide e na estrutura de martensita tendo tenacidade relativamente baixa, fratura quebradiça fina ocorre, a geração de fraturas de fadiga é causada. Além disso, desde que o boleto do trilho à base de perlita necessite de assegurar resistência ao desgaste, é preferível que o boleto tenha a estrutura de perlita. Consequentemente, a estrutura metálica de pelo menos parte do boleto e pelo menos parte do patim é limitada à estrutura de perlita.

[0082] Em adição, é preferível que a estrutura metálica do trilho à base de perlita de acordo com esta modalidade tenha uma estrutura de fase simples de perlita em que a estrutura de ferrita, a estrutura de cementita pró-eutectoide, e a estrutura de martensita não sejam

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29/65 misturadas com esta. Contudo, dependendo de um sistema de componente do trilho à base de perlita, ou um método de manufaturamento de tratamento de calor deste, uma quantidade pequena da estrutura de ferrita pró-eutectoide, a estrutura de cementita pró-eutectoide, ou a estrutura de martensita que tem uma proporção de área de 3% ou menos podem ser misturadas na estrutura de perlita. Embora tais estruturas sejam misturadas, as estruturas não têm um efeito significantemente adverso na resistência ao dano por fadiga ou boleto da resistência ao desgaste do trilho. Portanto, mesmo através de uma quantidade pequena da estrutura de ferrita pró-eutectoide, a estrutura de cementita pró-eutectoide, ou a estrutura de martensita de 3% ou menos é misturada com o trilho à base de perlita, é possível proporcionar um trilho à base de perlita com resistência ao dano por fadiga excelente.

[0083] Em outras palavras, 97% ou mais alto da estrutura metálica do boleto do trilho à base de perlita de acordo com esta modalidade pode ser a estrutura de perlita. De modo a assegurar suficientemente a resistência ao dano por fadiga ou resistência ao desgaste, é preferível que 98% ou mais alto da estrutura metálica do boleto seja a estrutura de perlita. Em adição, na seção de Microestrutura nas Tabelas 1-1, 1-2, 1-3, 1-4, 2-1, 2-2, 3-1, e 3-2, trilhos de aço (trilhos à base de perlita) mencionados como Perlita significam aqueles tendo 97% ou mais alto da estrutura de perlita.

(3) Razão de Limitação de Dureza Superficial [0084] Em seguida, a razão que a dureza superficial SVH das estruturas de perlita do boleto do trilho e do patim do trilho à base de perlita é limitada para estar na faixa de Hv320 a Hv500 será descrita. [0085] Nesta modalidade, quando a dureza superficial SVH da estrutura de perlita é menor do que Hv320, as resistências à fadiga da superfície do boleto e do patim do trilho à base de perlita são

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30/65 reduzidas. Como um resultado, a resistência ao dano por fadiga do trilho é reduzida. Em adição, quando a dureza superficial SVH da estrutura de perlita excede Hv500, a tenacidade da estrutura de perlita é significantemente reduzida, e fratura quebradiça fina é mais provável de ocorrer. Como um resultado, a geração de fraturas de fadiga é induzida. Consequentemente, a dureza superficial SVH da estrutura de perlita é limitada para estar na faixa de Hv320 a Hv500.

[0086] Em adição, SVH (Dureza de Superfície Vickers) é uma dureza superficial da estrutura de perlita do boleto ou do patim do trilho de acordo com esta modalidade, e especificamente, um valor medido por um testador de dureza Vickers a uma profundidade de 1 mm a partir da superfície do trilho. O método de medição é descrito conforme segue.

(y1) Pré-tratamento: após o trilho à base de perlita ser cortado, uma seção transversal deste é polida.

(y2) Método de medição: SVH é medida baseada em JIS Z

2244.

(y3) Medidor: SVH é medida por um testador de dureza Vickers (uma carga de 98N).

(y4) Pontos de medição: posições a uma profundidade de 1 mm a partir do boleto da superfície do trilho e o patim.

* Posições específicas do boleto das superfícies do trilho e do patim são conformadas para indicações da figura 5.

(y5) Contagem medida: é preferível que 5 ou mais pontos sejam medidos e um valor médio destes é usado como um valor representativo do trilho à base de perlita.

[0087] Em seguida, a razão que faixas que necessitam da estrutura de perlita tendo uma dureza superficial SVH de Hv320 a

Hv500 são limitadas a pelo menos parte das superfícies do boleto e do patim do trilho à base de perlita será descrita.

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31/65 [0088] Aqui, a figura 5 ilustra nomes das porções do trilho à base de perlita tendo excelente resistência ao dano por fadiga em posições de superfície de seção transversal do boleto e regiões que necessitam da estrutura de perlita tendo uma dureza superficial SVH de Hv320 a Hv500.

[0089] Na boleto 11 do trilho à base de perlita 10, uma região incluindo porções angulares 1A faceando superfícies laterais na esquerda e direita na direção da largura a partir da linha central L indicada por uma linha tracejada na figura 5 é uma porção de topo superior 1, e regiões incluindo as superfícies laterais a partir das porções angulares 1A em ambos as laterais da porção de topo superior 1 são porções de canto superiores 2. A uma porção de canto superior 2 é uma porção de canto de medida (G.C.), isto é, principalmente em contato com as rodas. Nesta modalidade, a superfície do boleto do trilho é a superfície 1S da porção de topo superior 1.

[0090] Em adição, na patim 12 do trilho à base de perlita 10, uma porção incluindo 1/4 da amplitude de pé (largura) W a partir da linha central L na esquerda e direita da direção da largura é uma porção única 3. Nesta modalidade, a superfície do patim do trilho é a superfície 3S da porção única 3.

[0091] Na boleto 11 do trilho à base de perlita 10, quando a estrutura de perlita tendo uma dureza superficial SVH de Hv320 a Hv500 é disposta em pelo menos parte do boleto 11, isto é, uma região R1 a uma profundidade de 5 mm a partir da superfície 1S da porção de topo superior 1 como um ponto de partida, a resistência ao dano por fadiga do boleto 11 pode ser assegurada. Em adição, a profundidade de 5 mm é somente um exemplo, e a resistência ao dano por fadiga do boleto 11 do trilho à base de perlita 10 pode ser assegurada considerando-se que a profundidade está na faixa de 5

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32/65 mm a 15 mm.

[0092] Em adição, na patim 12 do trilho à base de perlita 10, quando a estrutura de perlita tendo uma dureza superficial SVH de Hv320 a Hv500 é disposta em pelo menos parte do patim 12, isto é, em uma região R3 a uma profundidade de 5 mm a partir da superfície 3S da porção única 3 como um ponto de partida, a resistência ao dano por fadiga do patim 12 pode ser assegurada. Em adição, a profundidade de 5 mm é somente um exemplo, e a resistência ao dano por fadiga do patim 12 do trilho à base de perlita 10 pode ser assegurada considerando-se que a profundidade está na faixa de 5 mm a 15 mm.

[0093] Portanto, é preferível que a estrutura de perlita tendo uma dureza superficial SVH de Hv320 a Hv500 seja disposta na superfície 1S do trilho boleto 1 e na superfície 3S da porção única 3, e outras porções podem ter estruturas metálicas outras do que a estrutura de perlita.

[0094] Em adição, embora somente a porção de topo superior 1 do boleto 11 tenha a estrutura de perlita, uma região a partir da superfície total do boleto 11 como um ponto de partida pode ter a estrutura de perlita. Em adição, embora somente a porção única 3 do patim 12 tenha a estrutura de perlita, uma região a partir da superfície total do patim 12 como um ponto de partida pode ter a estrutura de perlita. [0095] Em particular, desde que o boleto do trilho se desgasta devido ao contato com as rodas, é preferível que a estrutura de perlita seja disposta na boleto do trilho incluindo a porção de topo superior 1 e a porção de canto 2 de modo a assegurar resistência ao desgaste. Em termos de resistência ao desgaste, é preferível que a estrutura de perlita seja disposta na faixa de uma profundidade de 20 mm a partir da superfície como um ponto de partida.

[0096] Como um método de obtenção da estrutura de perlita tendo

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33/65 uma dureza superficial SVH de Hv320 a Hv500, resfriamento natural após laminação e resfriamento acelerado do boleto das superfícies do trilho ou do patim a uma alta temperatura na qual a região de austenita existe após a laminação ou após reaquecimento conforme necessário são preferíveis. Como um método de resfriamento acelerado, tratamentos de calor usando os métodos revelados nos Documentos de Patente 3 e 4, ou similares, podem ser realizados para obter estruturas e dureza predeterminadas.

(4) Razão de Limitação de Rugosidade Superficial Máxima [0097] Em seguida, a razão que a rugosidade superficial máxima Rmáx da superfície do boleto e do patim do trilho à base de perlita 10 é limitada a 180 mm ou menos é explanada.

[0098] Nesta modalidade, quando a rugosidade superficial máxima (Rmáx) da superfícies do boleto e do patim do trilho à base de perlita excede 180 mm, a concentração de estresse na superfície do trilho torna-se excessiva, e a geração de fraturas de fadiga a partir da superfície do trilho é causada. Consequentemente, a rugosidade da superfície (Rmáx) das superfícies do boleto e do patim do trilho à base de perlita é limitada a 180 mm ou menos.

[0099] Além disso, embora o limite inferior da rugosidade superficial máxima (Rmáx) não seja particularmente limitado, na premissa que o trilho é manufaturado por laminação a quente, o limite inferior é cerca de 20 mm no manufaturamento industrial. Em adição, regiões tendo uma rugosidade superficial máxima na faixa de 20 mm a 180 mm são, conforme ilustrado na figura 5, a superfície 1S da porção de topo superior 1 do trilho 10 e a superfície 3S da porção única 3, e quando a rugosidade superficial máxima desta é menor do que ou igual a 180 mm, a resistência ao dano por fadiga do trilho pode ser assegurada.

[00100] É preferível que a medição da rugosidade superficial

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34/65 máxima (Rmáx) seja realizada no seguinte método.

(z1) Pré-tratamento: incrustação na superfície do trilho é removida por lavagem ácida ou explosão.

(z2) Medição da Rugosidade: a rugosidade superficial máxima (Rmáx) é medida baseada em JIS B 0601.

(z3) Medidor: a rugosidade superficial máxima (Rmáx) é medida por um medidor de rugosidade geral 2D ou 3D.

(z4) Ponto de Medição: três pontos arbitrários na superfície 1S da porção de topo superior 1 do boleto do trilho 11 e a superfície 3S da porção única 3 do patim 12 ilustrada na figura 5.

(z5) Contagem de medição: é preferível que a medição seja realizada em cada ponto três vezes, e um valor médio desta (contagem de medição: 9) seja usado como um valor representativo do trilho à base de perlita.

(z6) Comprimento de medição (por cada medição): um comprimento de 5 mm de uma superfície de medição na direção longitudinal ao trilho (z7) Condição de medição: velocidade de escaneamento: 0,5 mm/seg

Em adição, a definição da rugosidade superficial máxima Rmáx é conforme segue.

(z8) A rugosidade superficial máxima Rmáx: a rugosidade superficial máxima Rmáx é a soma da profundidade da máxima da profundidade de vale e a altura da montanha com relação a um valor médio de comprimentos a partir do patim para o boleto na direção vertical ao trilho (direção da altura) como uma base que é um comprimento de referência de medição, e Rmáx é mudada para Rz em JIS 2001.

(5) Razão que Proporção de SVH/Rmáx de Dureza superficial SVH para A Rugosidade superficial máxima Rmáx é

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Limitada a 3,5 ou mais alta.

[00101] Em seguida, a razão que a proporção de SVH/Rmáx da dureza superficial (SVH) para a dureza superficial máxima (Rmáx) é limitada a 3,5 ou mais alta é explanada.

[00102] Os inventores examinaram o relacionamento entre a faixa de estresse de limite por fadiga do trilho à base de perlita, a dureza superficial SVH, e a rugosidade superficial máxima Rmáx em detalhe. Como um resultado, foi verificado que a proporção da dureza superficial SVH para a rugosidade superficial máxima Rmáx do trilho à base de perlita, isto é, SVH/Rmáx é correlacionada com a faixa de estresse de limite por fadiga.

[00103] Em adição, o resultado de avançar o experimento, conforme mostrado na figura 3, foi visto que indiferente da dureza das superfícies do boleto ou do patim do trilho, se o valor de SVH/Rmáx que é a proporção da dureza superficial SVH para a rugosidade superficial máxima Rmáx é mais alto do que ou igual a 3,5, a faixa de estresse de limite por fadiga é aumentada, e a resistência à fadiga é adicionalmente aperfeiçoada.

[00104] Baseado na evidência experimental, a proporção da dureza superficial SVH para a rugosidade superficial máxima Rmáx, isto é, o valor de SVH/Rmáx é limitado a 3,5 ou mais alto.

(6) Razão que o número de concavidades e convexidades que excede 0,30 vezes a rugosidade superficial máxima com relação ao valor médio de rugosidades na direção vertical ao trilho (direção da altura) é limitada a 40 ou menos por comprimento de 5 mm.

[00105] Em seguida, a razão que o número de concavidades e convexidades que excede 0,30 vezes a rugosidade superficial máxima com relação ao valor médio de rugosidade na direção da altura é limitada a 40 ou menos por comprimento de 5 mm no comprimento longitudinal do trilho do boleto 11 e do patim 12 é explanada. O

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36/65 número de concavidades e convexidades aqui mencionado é o número de montanhas e vales que excede uma faixa do valor médio de rugosidade na direção vertical ao trilho (direção da altura) a partir do boleto 11 para o patim 12, a 0,30 vezes a rugosidade superficial máxima na direção vertical (direção da altura).

[00106] Os inventores examinaram em detalhe a rugosidade das superfícies do trilho à base de perlita de modo a aperfeiçoar a resistência à fadiga do trilho à base de perlita. Como um resultado, foi verificado que o número de concavidades e convexidades que excede 0,30 vezes a rugosidade superficial máxima com relação ao valor médio de rugosidades na direção da altura é correlacionado com a faixa de estresse de limite por fadiga. Em adição, o resultado de avançar o experimento, conforme mostrado na figura 4, foi visto que com relação ao trilho à base de perlita com qualquer dureza e a rugosidade superficial máxima Rmáx 150 mm e 50 mm, quando o número de concavidades e convexidades excede 40, a faixa de estresse de limite por fadiga é reduzida, como um resultado, a resistência à fadiga é significantemente reduzida. Quando o número deste é menor do que ou igual a 40, a faixa de estresse de limite por fadiga é aumentada, como um resultado, a resistência à fadiga é significantemente aumentada. Em adição, foi visto que quando o número de concavidades e convexidades é menor do que ou igual a 10, a faixa de estresse de limite por fadiga é adicionalmente aumentada, como um resultado, a resistência à fadiga é aumentada. Portanto, baseado nas evidências experimentais, é preferível que o número de concavidades e convexidades que excede 0,30 vezes a rugosidade superficial máxima com relação ao valor médio de rugosidade na direção da altura ser menor do que ou igual a 40 por comprimento de 5 mm na direção de extensão do boleto e do patim. Além disso, o número de concavidades e convexidades é menor do

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37/65 que ou igual a 10.

[00107] Um método de medição do número de concavidades e convexidades que excede 0,30 vezes a rugosidade superficial máxima é baseado em um método de medição da rugosidade superficial máxima (Rmáx). O número de concavidades e convexidades que excede 0,30 vezes a rugosidade superficial máxima é obtido por análise dos dados de rugosidade em detalhe. É preferível que o valor médio (contagem de medição: 9) de concavidades e convexidades medido em cada ponto três vezes seja usado como um valor representativo do trilho à base de perlita .

(7) Método de Manufaturamento de Controle da Rugosidade Superficial Máxima [00108] Foi confirmado que as concavidades e convexidades ocorrem na superfície do trilho quando a incrustação de um rolo de moer é empurrada a um material durante laminação a quente, e como um resultado, a rugosidade da superfície é aumentada.

[00109] Aqui, de modo a reduzir a rugosidade superficial,a geração de incrustação primária de um lingote gerado dentro de uma superfície de aquecimento é reduzida ou removida. Em adição, a remoção da incrustação secundária do lingote gerado durante a laminação a quente torna-se um modo efetivo.

[00110] Para uma redução na incrustação primária do lingote gerado dentro da fornalha de aquecimento, uma redução na temperatura de aquecimento da fornalha de aquecimento, uma redução no tempo de retenção, controle da atmosfera da fornalha de aquecimento, remoção mecânica do lingote extraído a partir da fornalha de aquecimento, remoção usando água de alta pressão ou ar antes da laminação a quente são efetivos.

[00111] Para a redução na temperatura de aquecimento do lingote e a redução no tempo de retenção, no ponto de vista de assegurar

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38/65 formabilidade de laminação, existem grandes limitações no aquecimento uniformemente do lingote para a porção central. Consequentemente, como modo prático, o controle da atmosfera da fornalha de aquecimento, remoção mecânica do lingote extraído a partir da fornalha de aquecimento, e remoção usando água de alta pressão ou ar antes da laminação a quente são preferíveis.

[00112] Para a redução na incrustação secundária do lingote gerado durante a laminação a quente, remoção usando água de alta pressão ou ar antes de cada laminação a quente é efetiva.

(8) Método de manufaturamento do controle do número de concavidades e convexidades que excedem 0,30 vezes a rugosidade superficial máxima [00113] O número de grandes concavidades e convexidades nas superfícies do boleto e na patim do trilho é mudado dependendo da remoção mecânica do lingote para redução da incrustação primária, a aplicação de água de alta pressão antes da laminação a quente, e a remoção usando água de alta pressão ou ar antes de cada laminação a quente para remoção da incrustação secundária.

[00114] Aqui, para a proposta de descascar uniformemente a incrustação a partir da superfície e, desse modo, suprimir novas concavidades e convexidades de superfície geradas devido a remoção excessiva, é preferível que o número de concavidades e convexidades seja ajustado para ser menor do que ou igual a um predeterminados número por remoção mecânica, controle ou projeção de medições de material de pulverização, uma velocidade de projeção, uma pressão de injeção durante injeção de água de alta pressão ou ar, e flutuações na injeção.

[00115] Daqui por diante, cd condição será descrita em detalhe.

Contudo, as seguintes condições são preferíveis e a invenção não é limitada a tais condições.

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39/65 (A) Controle de Atmosfera de Fornalha de aquecimento [00116] Com relação ao controle da atmosfera da fornalha de aquecimento, uma atmosfera de nitrogênio que inclui pouco oxigênio na periferia do lingote quanto possível, não tem um efeito nas características de um material de aço, e é barato é preferível. Uma proporção de volume de 30% a 80% é preferível como uma quantidade de nitrogênio adicionada à fornalha de aquecimento. Quando a proporção de volume de nitrogênio na fornalha de aquecimento é mais baixa do que 30%, a quantidade de incrustação primária gerada dentro da fornalha de aquecimento é aumentada, e mesmo quando remoção é realizada em seguida, a incrustação primária é insuficientemente removida, resultando em um aumento na rugosidade da superfície. Em adição, mesmo embora a quantidade de nitrogênio exceda 80% de uma proporção de volume, o efeito é saturado, e, desse modo, a eficiência econômica é reduzida. Consequentemente, uma proporção de volume de cerca de 30% a 80% é preferível como a quantidade de nitrogênio.

(B) Remoção Mecânica [00117] Com relação à remoção química do lingote, é preferível que explosão de carga seja realizada imediatamente após reaquecimento do lingote para o trilho em que incrustação primária está sendo gerada. Como para as condições da explosão de carga, o método descrito conforme segue é preferível.

(a) Material de carga: no caso de uma esfera rígida diâmetro: 0,05 a 1,0 mm, velocidade de projeção: 50 a 100 m/seg, densidade de projeção: 5 a 10 kg/m² ou mais alta (b) Material de carga: no caso de fragmentos poligonais (grade) produzidos de ferro dimensão de comprimento: 0,1 a 2,0 mm, velocidade de projeção: 50 a 100 m/seg, densidade de projeção: 5 a 10 kg/m²

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40/65 (c) Material de carga: no caso de fragmentos poligonais (grade) incluindo alumina e carbureto de silício dimensão de comprimento: 0,1 a 2,0 mm, velocidade de projeção: 50 a 100 m/seg, densidade de projeção: 5 a 10 kg/m² [00118] Em adição ao controle da atmosfera da fornalha de aquecimento para estar na faixa acima e a remoção mecânica, pela realização de remoção usando água de alta pressão ou ar descrita mais tarde, a rugosidade da superfície é reduzida, como um resultado, torna-se possível controlar a rugosidade superficial máxima (Rmáx) para ser menor do que ou igual a 180 mm.

[00119] Em adição, no controle da atmosfera da base da fornalha de aquecimento, a remoção mecânica, e a remoção usando água de alta pressão ou ar, no caso onde a proporção da dureza superficial SVH para a rugosidade superficial máxima Rmáx é para ser igual a ou mais alta do que 3,5 de modo a aperfeiçoar a resistência ao dano por fadiga, isto é, quando a resistência ao dano por fadiga é para ser adicionalmente aumentada, é preferível que a remoção usando água de alta pressão ou ar seja adicionalmente realizada.

(C) Remoção usando Água de alta pressão ou ar [00120] É preferível que a remoção usando água de alta pressão ou ar seja realizada imediatamente após extração de reaquecimento do lingote para o trilho em que a incrustação primária é gerada, durante laminação a quente bruta, e durante laminação a quente acabada de trilho em que incrustação secundária é gerada. Como para condições da remoção usando água de alta pressão ou ar, o método descrito conforme segue é preferível.

(a) Água de alta pressão pressão de injeção: 10 a 50 MPa faixa de temperatura de remoção (temperatura de lingote para injeção) imediatamente após extração de reaquecimento e

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41/65 durante laminação a quente bruta (remoção de incrustação primária): 1.250 a 1.050 °C durante laminação a quente acabada (remoção de incrustação secundária): 1.050 a 950°C (b) Ar pressão de injeção: 0,01 a 0,10 MPa faixa de temperatura de remoção (temperatura do lingote para injeção) imediatamente após extração de reaquecimento e durante laminação a quente bruta (remoção de incrustação primária): 1.250 a 1.050°C durante laminação a quente acabada (remoção de incrustação secundária): 1.050 a 950°C (D) Controle detalhado de remoção mecânica, e remoção usando água de alta pressão ou ar [00121] De modo a descascar uniformemente a incrustação das superfícies do boleto do patim do trilho e suprimir as concavidades e convexidades da superfície recentemente geradas durante a remoção de modo a fazer com que o número de concavidades e convexidades que excede 0,30 vezes a rugosidade superficial máxima ser um predeterminado número ou menor, é preferível que a remoção seja realizada sob as seguintes condições.

[00122] No caso da remoção mecânica, medidas para suprimir a velocidade de projeção de ser excessiva e produzir dimensões (diâmetro ou comprimento) da esfera de aço que é um material de carga, fragmentos poligonais (grade) produzidos de ferro, e fragmentos poligonais (grade) incluindo alumina e carbureto de silício finos são necessários.

[00123] Em adição, no caso de injeção de água de alta pressão ou ar, medidas para suprimir a pressão de injeção de ser excessiva e produzir furos de injeção para determinar as dimensões do material de pulverização fino.

[00124] Em adição, com relação a flutuação de bocais para a

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42/65 injeção, é preferível que flutuação de bocal periódica seja realizada em resposta a velocidade de movimento do biller ou do trilho. Embora a velocidade de flutuação não seja limitada, é preferível que a velocidade de flutuação seja controlada de modo que o material de pulverização seja pulverizado uniformemente nas porções correspondentes às superfícies do boleto e na patim do trilho.

(E) Faixa de temperatura da Remoção [00125] É preferível que uma faixa de temperatura de remoção imediatamente após a extração de reaquecimento do lingote para o trilho e durante a laminação a quente bruta seja 1.250 a 1.050 °C. Desde que a remoção é realizada imediatamente após a extração de reaquecimento (1.250 a 1.300 °C) do lingote, o limite superior da temperatura de remoção é praticamente 1.250 °C. Em adição, quando a temperatura de remoção torna-se menor do que ou igual a 1.050 °C, a incrustação primária é enrijecida e, desse modo, não pode ser facilmente removida. Consequentemente, é preferível que a faixa de temperatura de remoção seja 1.250 a 1.050°C.

[00126] É preferível que a faixa de temperatura de remoção durante laminação a quente acabada do trilho seja 1.050 a 950 °C. A incrustação secundária é gerada a 1.050 °C ou menos, o limite superior desta é praticamente 1.050 °C. Em adição, quando a temperatura de remoção torna-se menor do que ou igual a 950 °C, a temperatura do trilho é provável de ser reduzida, de modo que a temperatura de partida do tratamento de calor durante um tratamento de calor descrito nos Documentos de Patentes 3 e 4 não pode ser assegurada. Consequentemente, a dureza do trilho é reduzida, resultando em uma redução significante na resistência ao dano por fadiga. Portanto, é preferível que a faixa de temperatura de remoção seja 1.050 a 950°C.

(F) Número de remoção

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43/65 [00127] De modo a remover suficientemente a incrustação primária imediatamente após a extração do lingote reaquecido e durante laminação a quente bruta, é preferível que remoção seja realizada 4 a 12 vezes imediatamente antes da laminação a quente. Quando a remoção é realizada menos do que quatro vezes, a incrustação primária não pode ser suficientemente removida, concavidades e convexidades ocorrem na superfície do trilho empurrando-se no lado do material de incrustação, a rugosidade da superfície é aumentada. Isto é, é difícil para a rugosidade superficial máxima Rmáx da superfície do trilho ser menor do que ou igual a 180pm. Por outro lado, quando a remoção é realizada mais do que 12 vezes, a rugosidade da superfície do trilho é reduzida. Contudo, a temperatura do próprio trilho é reduzida, e a temperatura de partida do tratamento de calor durante o tratamento de calor descrito nos Documentos de Patente 3 e 4 não pode ser assegurada. Como um resultado, a dureza do trilho é reduzida, e a resistência ao dano por fadiga é significantemente reduzida. Consequentemente, é preferível que a remoção seja realizada 4 a 12 vezes imediatamente após a extração do lingote reaquecido e a laminação a quente bruta.

[00128] De modo a remover suficientemente a incrustação secundária durante laminação a quente acabada, é preferível que a remoção seja realizada 3 a 8 vezes imediatamente antes da laminação a quente. Quando a remoção é realizada menos do que 3 vezes, a incrustação secundária não pode ser suficientemente removida, e concavidades e convexidades ocorrem conforme a incrustação é empurrada no material, resultando em um aumento na rugosidade da superfície. Por outro lado, quando a remoção é realizada mais do que 8 vezes, a rugosidade da superfície do trilho é reduzida. Contudo, a temperatura do próprio trilho é reduzida, e a temperatura de partida do tratamento de calor durante o tratamento de calor descrito nos

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Documentos de Patente 3 e 4 não pode ser assegurada. Como um resultado, a dureza do trilho é reduzida, a resistência ao dano por fadiga é significantemente reduzida. Consequentemente, é preferível que a remoção seja realizada 3 a 8 vezes durante a laminação a quente acabada.

[00129] De modo a fazer com que a proporção da dureza superficial SVH para a rugosidade superficial máxima Rmáx do trilho à base de perlita seja mais alta do que ou igual a 3,5 para adicionalmente intensificar a resistência ao dano por fadiga, é preferível que a remoção seja realizada 8 a 12 vezes a uma temperatura laminação a quente bruta de 1.200 a 1.050 °C ou 5 a 8 vezes a uma temperatura de laminação a quente acabada de 1.050 a 950 °C.

[00130] Com relação a porções nas quais a remoção é para ser realizado, é preferível que a remoção seja realizada em posições correspondentes nas superfícies do boleto e do patim do trilho no lingote para a laminação do trilho. Com relação a outras porções, o aperfeiçoamento na resistência ao dano por fadiga não pode ser esperado mesmo embora remoção ativa seja realizada, e o trilho é excessivamente resfriado, como um resultado, existe um interesse que o material do trilho possa ser deteriorado.

[00131] Nas Tabelas 3-1 e 3-2, os relacionamentos entre o controle da atmosfera controle da fornalha de aquecimento durante laminação a quente, remoção mecânica, condições da remoção durante laminação a quente bruta imediatamente após a extração do lingote reaquecido e durante remoção da laminação a quente acabada, o controle de remoção mecânica usando água de alta pressão ou ar, temperatura de partida do tratamento de calor, e tratamento de calor e características de trilhos de aço (os trilhos à base de perlita) A8 e A17 são mostrados.

[00132] Pela realização do controle da atmosfera, a remoção

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45/65 mecânica, e a remoção usando água de alta pressão ou ar sob certas condições, e pela realização de tratamentos de calor apropriados conforme necessário, a dureza (SVH) das superfícies do boleto e do patim do trilho pode ser assegurada, e, além disso, a rugosidade superficial máxima (Rmáx) é reduzida, e o número de concavidades e convexidades que excede 0,30 vezes a rugosidade superficial máxima pode ser menor do que ou igual ao número predeterminado. Consequentemente, desde que a proporção da dureza superficial (SVH) para a rugosidade superficial máxima Rmáx pode ser aumentada, e o número de concavidades e convexidades pode ser reduzido para ser menor do que ou igual a 40, e, preferivelmente, ser menor do que ou igual a 10, a resistência ao dano por fadiga do trilho pode ser significantemente aperfeiçoada.

Exemplos [00133] Em seguida, Exemplos da invenção serão explanados. [00134] As Tabelas 1-1 a 1-4 mostram componentes químicos e características do trilho de aço (trilho à base de perlita) dos Exemplos. As Tabelas 1-1 (trilhos de aço A1 a A19), 1-2 (trilhos de aço A20 a A38), 1-3 (trilhos de aço A39 a A52), e 1-4 (trilhos de aço A53 a A65) mostram valores de componente químico, microestruturas das superfícies do boleto e do patim do trilho, dureza superficial (SVH), a rugosidade superficial máxima (Rmáx), valor de dureza superficial (SVH) /a rugosidade superficial máxima (Rmáx), e o número de concavidades e convexidades (NCC) que excede 0,30 vezes a rugosidade superficial máxima, faixa de estresse de limite por fadiga (FLSR). Além disso, os resultados dos testes de fadiga realizados pelos métodos mostrados nas figuras 6A e 6B são incluídos.

[00135] Tabelas 2-1 (trilhos de aço a1 a a10) e 2-2 (trilhos de aço a11 a a20) mostram componentes químicos e características de trilhos de aço comparados aos trilhos de aço (A1 a A65) dos Exemplos. As

Petição 870170091449, de 27/11/2017, pág. 51/85

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Tabelas 2-1 e 2-2 mostram valores de componente químico, microestruturas das superfícies do boleto e do patim do trilho, dureza superficial (SVH), a rugosidade superficial máxima (Rmáx), dureza superficial (SVH) /a rugosidade superficial máxima (Rmáx), o número de concavidades e convexidades (NCC) que excede 0,30 vezes a rugosidade superficial máxima, e faixa de estresse de limite por fadiga (FLSR). Além disso, os resultados dos testes de fadiga realizados pelos métodos mostrados nas figuras 6A e 6B são incluídos.

[00136] Os trilhos mostrados nas Tabelas 1-1 a 1-4, 2-1, e 2-2 foram seletivamente submetidos a (A) a controle de atmosfera da fornalha de aquecimento, (B) a remoção mecânica, e (C) a remoção usando água de alta pressão ou ar.

[00137] A remoção usando água de alta pressão ou ar foi realizada 4 a 12 vezes a uma temperatura de laminação a quente bruta de 1.250 a 1.050 °C e 3 a 8 vezes a uma temperatura de laminação a quente acabada de 1.050 a 950°C.

[00138] Durante o tratamento de calor após laminação a quente, resfriamento acelerado conforme descrito nos Documentos de Patente 3 e 4 ou similares foi realizado conforme necessário.

[00139] Especialmente, os trilhos de aço A1 a A6 dos Exemplos e os trilhos comparativos a1 a a6 foram submetidos a remoção usando água de alta pressão ou ar 6 vezes a uma temperatura de laminação a quente bruta de 1.250 a 1.050°C e 4 vezes a uma temperatura de laminação a quente acabada de 1.050 a 950°C sem o controle de atmosfera e a remoção mecânica, e foram submetidos a resfriamento acelerado conforme descrito nos Documentos de Patente 3 e 4 ou similares após a laminação a quente a ser manufaturada em condições predeterminadas, e efeitos dos componentes foram examinados.

Petição 870170091449, de 27/11/2017, pág. 52/85 [Tabela 1-1]

	Aço No.	Componente químico (massa%)	Local	Microestrutura	SVH	Rmáx	SVH/ Rmáx	NCC	FLSR	Nota
C	Si	Mn	Cr	Mo	V	Nb	Co	B	Cu	Ni	Ti	Ca	Mg	Zr	Al	N	(Hv.98N)	(mm)	(peças)	(Mpa)
Exemplos da invenção	A1	0,65	0,50	0,80															Porção superior	Perlita	335	120	2,8	22	310	C Limite inferior
Porção inferior	Perlita	340	110	3,1	20	315
A2	1,20	0,50	0,80															Porção superior	Perlita	430	160	2,7	28	340	C Limite superior
Porção inferior	Perlita	425	175	2,4	30	330
A3	0,90	0,10	1,10															Porção superior	Perlita	344	100	3,4	20	330	Si Limite inferior
Porção inferior	Perlita	350	115	3,0	24	325
A4	0,90	1,95	1,10															Porção superior	Perlita	445	170	2,6	28	355	Si Limite superior
Porção inferior	Perlita	442	180	2,5	30	350
A5	0,70	0,70	0,10															Porção superior	Perlita	320	180	1,8	32	300	Mn Limite inferior
Porção inferior	Perlita	322	170	1,9	30	300
A6	0,70	0,70	1,90															Porção superior	Perlita	455	160	2,8	28	345	Mn Limite superior
Porção inferior	Perlita	465	170	2,7	30	340
A7	0,70	0,50	1,00															Porção superior	Perlita	360	120	3,0	22	335	Melhor
Porção inferior	Perlita	365	130	2,8	24	340
A8	0,80	0,30	0,85															Porção superior	Perlita	395	160	2,5	28	320	Melhor
Porção inferior	Perlita	384	155	2,5	27	315
A9	0,80	0,30	0,85															Porção superior	Perlita	395	160	2,5	9	355	Melhor
Porção inferior	Perlita	384	155	2,5	9	350
A10 A11	0,80 0,80	0,31 0,30	0,85 0,86															Porção superior	Perlita	396	100	4,0	20	420	Melhor
Porção inferior	Perlita	380	110	3,5	21	358
Porção superior	Perlita	398	55	7,2	13	440	Melhor
Porção inferior	Perlita	388	60	6,5	14	430
A12	0,80	0,30	0,86															Porção superior	Perlita	398	55	7,2	4	465	Melhor

47/65

Petição 870170091449, de 27/11/2017, pág. 53/85 [Tabela 1-1] Continuação

	Aço No.	Componente químico (massa%)	Local	Microestrutura	SVH	Rmáx	SVH/ Rmáx	NCC	FLSR	Nota
C	Si	Mn	Cr	Mo	V	Nb	Co	B	Cu	Ni	Ti	Ca	Mg	Zr	Al	N	(Hv.98N)	(mm)	(peças)	(Mpa)
																			Porção inferior	Perlita	388	60	6,5	5	450
A13	0,92	0,78	1,03															Porção superior	Perlita	402	180	2,2	33	315	Melhor
Porção inferior	Perlita	332	180	1,8	34	305
A14	0,92	0,78	1,02															Porção superior	Perlita	403	110	3,7	13	400	Melhor
Porção inferior	Perlita	335	95	3,5	11	375
A15	0,92	0,79	1,01															Porção superior	Perlita	405	25	16,2	12	455	Melhor
Porção inferior	Perlita	331	30	11,0	14	410
A16	1,01	0,55	0,55	0,35														Porção superior	Perlita	480	180	2,7	32	340	Melhor
Porção inferior	Perlita	480	155	3,1	28	340
A17	1,01	0,55	0,54	0,35														Porção superior	Perlita	485	115	4,2	22	440	Melhor
Porção inferior	Perlita	480	100	4,8	23	435
A18	1,01	0,55	0,54	0,35														Porção superior	Perlita	485	115	4,2	8	465	Melhor
Porção inferior	Perlita	480	100	4,8	8	470
A19	1,01	0,54	0,57	0,35														Porção superior	Perlita	490	45	10,9	4	480	Melhor
Porção inferior	Perlita	480	35	13.7	3	480

48/65

Petição 870170091449, de 27/11/2017, pág. 54/85

Tabela 1-2

	Aço No.	Componente químico (massa%)	Local	Micro- estrutura	SVH	Rmáx	SVH/ Rmáx	NCC	FLSR	Nota
C	Si	Mn	Cr	Mo	V	Nb	Co	B	Cu	Ni	Ti	Ca	Mg	Zr	Al	N	(Hv.98N)	(mm)	(peças)	(Mpa)
Exemplos da invenção	A20	1,10	0,80	0,80															Porção superior	Perlita	430	140	3,1	25	350	Melhor
Porção inferior	Perlita	420	135	3,1	24	345
A21	1,10	0,80	0,80															Porção superior	Perlita	425	80	5,3	6	440	Melhor
Porção inferior	Perlita	415	75	5,5	7	435
A22	0,91	0,50	0,75															Porção superior	Perlita	465	140	3,3	28	350	Cr Altamente adicionado
Porção inferior	Perlita	380	130	2,9	23	330
A23	0,91	0,50	0,75															Porção superior	Perlita	465	75	6,2	7	450	Cr Altamente adicionado
Porção inferior	Perlita	380	70	5,4	8	425
A24	0,65	0,35	0,80		0,04													Porção superior	Perlita	345	160	2,2	27	310	Mo Adicionado
Porção inferior	Perlita	320	170	1,9	28	300
A25	0,65	0,35	0,80		0,04													Porção superior	Perlita	350	70	5,0	8	410	Mo Adicionado
Porção inferior	Perlita	322	60	5,4	8	405
A26	0,99	0,45	0,72			0,02												Porção superior	Perlita	435	130	3,3	24	335	V Adicionado
Porção inferior	Perlita	425	140	3,0	25	340
A27	0,99	0,45	0,72			0,02												Porção superior	Perlita	435	130	3,3	9	370	V Adicionado
Porção inferior	Perlita	425	140	3,0	9	360
A28	0,99	0,45	0,72			0,02												Porção superior	Perlita	435	70	6,2	15	450	V Adicionado
Porção inferior	Perlita	425	60	7,1	16	460
A29	0,99	0,45	0,72			0,09												Porção superior	Perlita	445	145	3,1	28	350	V Adicionado
Porção inferior	Perlita	420	130	3,2	22	340
A30	0,99	0,44	0,71	0,24	-	0,02	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	Porção superior	Perlita	495	160	3,1	25	355	Cr+V Adicionado

49/65

Petição 870170091449, de 27/11/2017, pág. 55/85

Continuação

Exemplos da invenção																			Porção inferior	Perlita	490	170	2,9	24	350
A31	0,95	0,45	0,88	-	-	-	0,008	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	Porção superior	Perlita	410	140	2,9	23	330	Nb Adicionado
Porção inferior	Perlita	350	120	2,9	21	320
A32	0,95	0,45	0,88	-	-	-	0,008	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	Porção superior	Perlita	410	55	7,5	13	455	Nb Adicionado
Porção inferior	Perlita	350	40	8,8	12	420
A33	0,84	0,45	1,12	-	-	-	-	0,15	-	-	-	-	-	-	-	-	-	Porção superior	Perlita	390	120	3,3	24	340	Co Adicionado
Porção inferior	Perlita	350	120	2,9	22	320
A34	0,84	0,45	1,12	-	-	-	-	0,15	-	-	-	-	-	-	-	-	-	Porção superior	Perlita	390	40	9,8	12	450	Co Adicionado
Porção inferior	Perlita	350	30	11,7	11	430
A35	0,84	0,45	1,12	-	-	-	-	0,15	-	-	-	-	-	-	-	-	-	Porção superior	Perlita	390	40	9,8	3	475	Co Adicionado
Porção inferior	Perlita	350	30	11,7	2	450
A36	0,84	0,43	1,12	0,22	-	-	-	0,15	-	-	-	-	-	-	-	-	-	Porção superior	Perlita	432	130	3,3	23	340	Cr+Co Adicionado
Porção inferior	Perlita	370	120	3,1	21	325
A37	1,00	0,70	0,45	-	-	-	-	-	0,0025	-	-	-	-	-	-	-	-	Porção superior	Perlita	380	120	3,2	20	325	B Adicionado
Porção inferior	Perlita	375	130	2,9	21	320
A38	1,00	0,70	0,45	-	-	-	-	-	0,0025	-	-	-	-	-	-	-	-	Porção superior	Perlita	380	70	5,4	13	420	B Adicionado
Porção inferior	Perlita	375	65	5,8	12	425

50/65

Petição 870170091449, de 27/11/2017, pág. 56/85

Tabela 1-3

	Aço No.	Componente químico (massa%)	Local	Micro- estrutura	SVH	Rmáx	SVH/ Rmáx	NCC	FLSR	Nota
C	Si	Mn	Cr	Mo	V	Nb	Co	B	Cu	Ni	Ti	Ca	Mg	Zr	Al	N	(Hv,98N)	(mm)	(peças)	(Mpa)
Exemplos da invenção	A39	0,89	0,25	0,89							0,40								Porção superior	Perlita	415	125	3,3	22	335	Cu Adicionado
Porção inferior	Perlita	420	130	3,2	26	330
A40	0,89	0,25	0,89							0,40								Porção superior	Perlita	415	75	5,5	13	440	Cu Adicionado
Porção inferior	Perlita	420	70	6,0	14	445
A41	0,75	0,40	1,00								0,30							Porção superior	Perlita	350	140	2,5	23	315	Ni Adicionado
Porção inferior	Perlita	345	125	2,8	20	320
A42	0,75	0,40	1,00								0,30							Porção superior	Perlita	350	80	4,4	14	410	Ni Adicionado
Porção inferior	Perlita	345	70	4,9	13	415
A43	0,75	0,40	1,01							0,25	0,30							Porção superior	Perlita	385	125	3,1	21	330	Cu+Ni Adicionado
Porção inferior	Perlita	390	130	3,0	22	330
A44	0,67	0,45	0,85									0,0089						Porção superior	Perlita	345	125	2,8	24	310	Ti Adicionado
Porçã inferior	Perlita	340	150	2,3	24	305
A45	0,67	0,45	0,85									0,0089						Porção superior	Perlita	345	45	7,7	12	405	Ti Adicionado
Porção inferior	Perlita	340	50	6,8	13	405
A46	0,66	0,48	0,85						0,0015			0,0085						Porção superior	Perlita	350	125	2,8	18	310	B+ Ti Adicionado
Porção inferior	Perlita	360	135	2,7	19	310
A47	1,12	0,95	0,35										0,0015					Porção superior	Perlita	400	130	3,1	22	335	Ca Adicionado
Porção inferior	Perlita	350	140	2,5	23	315
A48	1,12	0,95	0,35										0,0015					Porção superior	Perlita	400	80	5,0	14	430	Ca Adicionado
Porção inferior	Perlita	350	70	5,0	13	415
A49	1,05	0,78	0,65											0,0025				Porção superior	Perlita	430	150	2,9	26	330	Mg Adicionado
Porção inferior	Perlita	445	130	3,4	25	320

51/65

Petição 870170091449, de 27/11/2017, pág. 57/85

Aço

No.

A50

A51

A52

Tabela 1-3 continuação

1,05

1,05

1,05

Si

Mn

Cr

Mo

Nb

Componente químico (massa%)

Local

Co

Cu

Ni

Ti

Ca

Mg

Z:

Al

0,78

0,78

0,78

0,65

0,65

0,65

0,0025

0,0025

0,0025

Porção superior

Porçã inferior

Porção superior

Porçã inferior

Porção superior

Porção inferior

Microestrutura

Perlita

Perlita

Perlita

Perlita

Perlita

Perlita

SVH (Hv,98N)

430

445

430

445

430

445

Rmáx (mm)

150

130

SVH/

Rmáx

2,9

3,4

4,8

5,6

4,8

5,6

NCC

FLSR (peças) (Mpa)

355

355

430

Nota

Mg

Adicionado

Mg

Adicionado

435

465

460

Mg

Adicionado

52/65

Petição 870170091449, de 27/11/2017, pág. 58/85

Tabela 1-4

	Aço No.	Componente químico (massa%)	Local	Micro- estrutura	SVH	Rmáx	SVH / Rmáx	NCC	FLSR	Nota
C	Si	Mn	Cr	Mo	V	Nb	Co	B	Cu	Ni	Ti	Ca	Mg	Zr	Al	N	(Hv,98N)	(mm)	(peças)	(Mpa)
Exemplos da invenção	A53	1,05	0,79	0,64										0,0018	0,0027				Porção superior	Perlita	425	145	2,9	22	340	Ca+Mg Adicionado
Porção inferior	Perlita	405	125	3,2	20	330
A54	1,05	0,55	0,60	0,45										0,0020				Porção superior	Perlita	450	140	3,2	23	345	Cr+Mg Adicionado
Porção inferior	Perlita	445	160	2,8	30	335
A55	1,00	0,55	0,60												0,0012			Porção superior	Perlita	370	160	2,3	29	310	Zr Adicionado
Porção inferior	Perlita	350	170	2,1	24	300
A56	1,00	0,55	0,60												0,0012			Porção superior	Perlita	370	80	4,6	13	420	Zr Adicionado
Porção inferior	Perlita	350	70	5,0	14	410
A57	1,12	0,85	0,55													0,12		Porção superior	Perlita	385	130	3,0	24	330	Al Adicionado
Porção inferior	Perlita	390	145	2,7	20	325
A58	1,12	0,85	0,55													0,12		Porção superior	Perlita	385	130	3,0	6	360	Al Adicionado
Porção inferior	Perlita	390	145	2,7	7	355
A59	1,12	0,85	0,55													0,12		Porção superior	Perlita	385	80	4,8	15	420	Al Adicionado
Porção inferior	Perlita	390	75	5,2	14	430
A60	0,78	0,45	0,91														0,0085	Porção superior	Perlita	345	140	2,5	28	310	N Adicionado
Porção inferior	Perlita	350	120	2,9	26	320
A61	0,78	0,45	0,91														0,0085	Porção superior	Perlita	345	50	6,9	12	430	N Adicionado
Porção inferior	Perlita	345	60	5,8	14	415
A62	0,78	0,45	0,91														0,0085	Porção superior	Perlita	345	50	6,9	2	465	N Adicionado
Porção inferior	Perlita	345	60	5,8	3	445
A63	0,78	0,45	0,91													0,0135	0,0081	Porção superior	Perlita	360	140	2,6	24	310	Al+N Adicionado
Porção inferior	Perlita	370	150	2,5	23	310
A64	0,78	0,45	0,91			0,03											0,0110	Porção superior	Perlita	365	110	3,3	20	335	V+N Adicionado
Porção inferior	Perlita	370	110	3,4	20	335
A65	0,78	0,45	0,91			0,03											0,0110	Porção superior	Perlita	365	110	3,3	7	355	V+N Adicionado
Porção inferior	Perlita	370	110	3,4	6	350

53/65

Petição 870170091449, de 27/11/2017, pág. 59/85

Tabela 2-1

	Aço No.	Componente químico (massa%)	Local	Microestrutura	SVH	Rmáx	SVH/ Rmáx	NCC	FLSR	Nota
C	Si	Mn	Cr	Mo	V	Nb	Co	B	Cu	Ni	Ti	Ca	Mg	Zr	Al	N	(Hv,98N)	(mm)	(peças)	(Mpa)
Comparative Example	al	0,60	0,50	0,80															Porção superior	Perlita+Ferrita	260	120	2,2	23	180	Desviado de C Limite inferior
Porção inferior	Perlita+Ferrita	260	110	2,4	21	185
a2	1,25	0,35	0,80															Porção superior	Perlita+Cementita pró-eutectoide	540	160	3,4	25	190	Desviado de C Limite superior
Porção inferior	Perlita+Cementita pró-eutectóide	540	175	3,1	30	185
a3	0,90	0,02	1,10															Porção superior	Perlita	300	100	3,0	20	250	Desviado de Si Limite inferior
Porção inferior	Perlita	310	115	2,7	20	240
a4	0,90	2,30	1,10															Porção superior	Perlita+Martensita	570	170	3,4	27	150	Desviado de Si Limite superior
Porção inferior	Perlita+Martensita	560	180	3,1	28	150
a5	0,70	0,70	0,03															Porção superior	Perlita	280	180	1,6	27	230	Desviado de Mn Limite inferior
Porção inferior	Perlita	270	170	1,6	27	235
a6	0,70	0,70	2,50															Porção superior	Perlita+Martensita	550	160	3,4	25	170	Desviado de Mn Limite superior
Porção inferior	Perlita+Martensita	560	170	3,3	24	165
a7	0,80	0,31	0,85															Porção superior	Perlita	300	100	3,0	18	230	Desviado de Dureza Limite inferior
Porção inferior	Perlita	310	110	2,8	19	235
a8	0,92	0,78	1,03															Porção superior	Perlita	402	180	2,2	28	315	Desviado de Dureza Limite inferior
Porção inferior	Perlita	300	180	1,7	28	270
a9	1,01	0,55	0,54	0,35														Porção superior	Perlita	525	180	2,9	25	260	Desviado de Dureza Limite superior
Porção inferior	Perlita	430	155	2,8	24	335
a10	0,99	0,44	0,71	0,24		0,02												Porção superior	Perlita	520	160	3,3	24	250	Desviado de Dureza Limite superior
Porção inferior	Perlita	515	170	3,0	25	245

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Petição 870170091449, de 27/11/2017, pág. 60/85

Tabela 2-2

	Aço No.	Componente químico (massa%)	Local	Micro- estrutura	SVH	Rmáx	SVH /Rmáx	NCC	FLSR	Nota
C	Si	Mn	Cr	Mo	V	Nb	Co	B	Cu	Ni	Ti	Ca	Mg	Zr	Al	N	(Hv,98N)	(mm)	(peças)	(Mpa)
Comparative Example	a11	0,70	0,70	0,10															Porção superior	Perlita	285	180	1,6	26	180	Desviado de Dureza Limite inferior
Porção inferior	Perlita	290	170	1,7	24	185
a12	0,65	0,35	0,80		0,04													Porção superior	Perlita	345	160	2,2	23	310	Desviado de Dureza Limite inferior
Porção inferior	Perlita	270	170	1,6	23	170
a13	1,10	0,80	0,80															Porção superior	Perlita	300	140	2,1	24	250	Desviado de Dureza Limite inferior
Porção inferior	Perlita	420	135	3,1	23	345
a14	0,92	0,78	1,03															Porção superior	Perlita	402	250	1,6	45	250	Desviado de Tenacidade
Porção inferior	Perlita	332	230	1,4	42	230
a15	1,01	0,55	0,55	0,35														Porção superior	Perlita	480	240	2,0	43	260	Desviado de Tenacidade
Porção inferior	Perlita	420	155	2,7	24	330
a16	1,12	0,95	0,35										0,0015					Porção superior	Perlita	400	130	3,1	23	335	Desviado de Tenacidade
Porção inferior	Perlita	350	250	1,4	44	220
a17	0,78	0,45	0,91														0,0085	Porção superior	Perlita	290	240	1,2	43	235	Desviado de Dureza+Tenacidade
Porção inferior	Perlita	300	220	1,4	42	240
a18	0,99	0,45	0,72			0,02												Porção superior	Perlita	435	130	3,3	22	355	Desviado de Dureza+Tenacidade
Porção inferior	Perlita	300	190	1,6	28	255
a19	0,67	0,45	0,85									0,0089						Porção superior	Perlita	300	190	1,6	27	240	Boleto : Desviado de Dureza+Tenacidade
Porção inferior	Perlita	340	150	2,3	24	305
a20	0,84	0,45	1,12					0,15										Porção superior	Perlita	390	120	3,3	23	340	Patim Desviado de Patim Dureza+Tenacidade
Porção inferior	Perlita	300	185	1,6	27	270

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Petição 870170091449, de 27/11/2017, pág. 61/85 abela 3-1

Aço No.	Local	Controle da atmosfera da fornalha de aquecimento	Remoção mecânico	Remoção durante Laminação bruta direita após Extração de reaquecimento	Remoção durante Laminação acabada	Água de alta pressão, ar e controle de remoção mecânico	Temperatura de partida de tratamento de calor (°C)	Tratamento de calor	Micro- estrutura	SVH	Rmáx	SVH/ Rmáx	NCC	FLSR	Nota
Temperatura (°C)	Contagem (vezes)	Temperatura (°C)	Contagem (vezes)	(Hv,98N)	(mm)	(peças)	(Mpa)
A8	Porção superior	Não	Não	1250 a1050	4	1050 a 950	4	Não		Não	Perlita	330	160	2,1	26	305
Porção inferior	Perlita	325	155	2,1	24	305
Porção superior	Não	Não	1250 a1050	6	1050 a 950	4	Não		Não	Perlita	330	120	2,8	22	315
Porção inferior	Perlita	325	115	2,8	23	315
Porção superior	Não	Não	1250 a1050	6	1050 a 950	4	Sim		Não	Perlita	330	120	2,8	8	335
Porção inferior	Perlita	325	115	2,8	7	335
Porção superior	Não	Não	1250 a 1050	4	1050 a 950	4	Não	800	Sim	Perlita	395	160	2,5	24	320
Porção inferior	Perlita	384	155	2,5	23	315
Porção superior	Não	Não	1250 a 1050	6	1050 a 950	4	Não	780	Sim	Perlita	395	120	3,3	22	340
Porção inferior	Perlita	384	115	3,3	21	335
Porção superior	Não	Não	1250 a 1050	6	1050 a 950	4	Sim	780	Sim	Perlita	395	120	3,3	7	360
Porção inferior	Perlita	384	115	3,3	7	355
Porção superior	Não	Sim (Hard Ball)	1250 a 1050	6	1050 a 950	4	Não	780	Sim	Perlita	395	110	3,6	21	410
Porção inferior	Perlita	384	100	3,8	20	415
Porção superior	Sim (Nitrogênio 30%)	Não	1250 a 1050	6	1050 a 950	4	Não	780	Sim	Perlita	395	95	4,2	15	425
Porção inferior	Perlita	384	90	4,3	17	425
Porção superior	Não	Não	1250 a 1050	8	1050 a 950	4	Não	770	Sim	Perlita	395	85	4,6	14	430
Porção inferior	Perlita	384	70	5,5	13	430
Porção superior	Não	Não	1250 a 1050	12	1050 a 950	4	Não	750	Sim	Perlita	395	50	7,9	12	440
Porção inferior	Perlita	384	50	7,7	11	445
Porção superior	Não	Não	1250 a 1050	12	1050 a 950	4	Sim	750	Sim	Perlita	395	50	7,9	4	460
Porção inferior	Perlita	384	50	7,7	3	465
Porção superior	Não	Sim (Alumina Grid)	1250 a 1050	12	1050 a 950	4	Não	750	Sim	Perlita	395	45	8,8	13	450
Porção inferior	Perlita	384	45	8,5	12	450

56/65

Petição 870170091449, de 27/11/2017, pág. 62/85

Tabela 3-1 continuação

Aço No.	Local	Controle da atmosfera da fornalha de aquecimento	Remoção mecânico	Remoção durante Laminação bruta direita após Extração de reaquecimento	Remoção durante Laminação acabada	Água de alta pressão, ar e controle de remoção mecânico	Temperatura de partida de tratamento de calor (°C)	Tratamento de calor	Micro- estrutura	SVH	Rmáx	SVH/ Rmáx	NCC	FLSR	Nota
Temperatura (°C)	Contagem (vezes)	Temperatura (°C)	Contagem (vezes)	(Hv,98N)	(mm)	(peças)	(Mpa)
	Porção superior	Sim (Nitrogênio 30%)	Não	1250 a1050	12	1050 a 950	4	Não	750	Sim	Perlita	395	40	9,9	13	455
Porção inferior	Perlita	384	40	9,6	12	455
Porção superior	Sim (Nitrogênio 30%)	Sim (Hard Ball)	1250 a 1050	12	1050 a 950	4	Não	750	Sim	Perlita	395	35	11,3	11	460
Porção inferior	Perlita	384	30	12,8	11	465
Porção superior	Sim (Nitrogênio 30%)	Sim (Hard Ball)	1250 a 1050	12	1050 a 950	4	Sim	750	Sim	Perlita	395	35	11,3	3	480
Porção inferior	Perlita	384	30	12,8	2	485
Porção superior	Não	Não	1250 a 1050	14	1050 a 950	4	Não	700	Redução de temperatura Não permitida	Perlita	300	25	12,0	11	230	Muitas contagens de remoção
Porção inferior	Perlita	305	20	15,3	12	240
Porção superior	Não	Não	1250 a 1050	2	1050 a 950	4	Não	820	Sim	Perlita	395	190	2,1	28	270	Baixas contagens de remoção
Porção inferior	Perlita	384	180	2,1	24	280
Porção superior	Não	Não	1250 a 1050	12	1050 a 950	4	Não	700	Redução de temperatura Não permitida	Perlita	300	50	6,0	12	215	Baixa temperatura de remoção
Porção inferior	Perlita	305	50	6,1	13	220
Porção superior	Não	Não	1250 a 1050	6	1050 a 950	4	Não	780	Sim	Perlita	395	120	3,3	22	340	Baixas contagens de remoção na Patim
Porção inferior	Não	Não	1250 a 1050	2	1050 a 950	4	Não	820	Perlita	400	200	2,0	35	260
Porção superior	Não	Não	1250 a 1050	2	1050 a 950	4	Não	820	Sim	Perlita	400	195	2,1	25	255	Baixas contagens de remoção na Boleto
Porção inferior	Não	Não	1250 a 1050	7	1050 a 950	4	Não	770	Perlita	384	120	3,2	20	345

57/65

Petição 870170091449, de 27/11/2017, pág. 63/85

Tabela 3-2

Aço No.	Local	Controle da atmosfera da fornalha de aquecimento	Remoção mecânico	Remoção durante Laminação bruta direita após Extração de reaquecimento	Remoção durante Laminação acabada	Água de alta pressão, ar e controle de remoção mecânico	Temperatura de partida de tratamento de calor (°C)	Tratamento de calor	Micro- estrutura	SVH	Rmáx	SVH / Rmáx	NCC	FLSR	Nota
Temperatura (°C)	Contagem (vezes)	Temperatura (°C)	Contagem (vezes)	(Hv,98N)	(mm)	(peças)	(Mpa)
A17	Porção superior	Não	Não	1250 a1050	6	1050 a 950	3	Não		Não	Perlita	350	140	2,5	23	310
Porção inferior	Perlita	345	135	2,6	21	310
Porção superior	Não	Não	1250 a1050	6	1050 a 950	4	Não		Não	Perlita	350	125	2,8	21	320
Porção inferior	Perlita	355	125	2,8	20	320
Porção superior	Não	Não	1250 a1050	6	1050 a 950	4	Sim		Não	Perlita	350	125	2,8	8	340
Porção inferior	Perlita	355	125	2,8	9	340
Porção superior	Não	Não	1250 a 1050	6	1050 a 950	3	Não	800	Sim	Perlita	430	140	3,1	23	330
Porção inferior	Perlita	420	135	3,1	22	335
Porção superior	Não	Não	1250 a 1050	6	1050 a 950	4	Não	780	Sim	Perlita	430	125	3,4	21	345
Porção inferior	Perlita	420	125	3,4	19	350
Porção superior	Não	Não	1250 a 1050	6	1050 a 950	4	Sim	780	Sim	Perlita	430	125	3,4	20	365
Porção inferior	Perlita	420	125	3,4	18	375
Porção superior	Não	Sim(Iron Piece Grid)	1250 a 1050	6	1050 a 950	4	Não	780	Sim	Perlita	430	110	3,9	17	420
Porção inferior	Perlita	420	105	4,0	16	420
Porção superior	Sim (Nitrogênio 80%)	Não	1250 a 1050	6	1050 a 950	4	Não	780	Sim	Perlita	430	100	4,3	15	425
Porção inferior	Perlita	420	90	4,7	16	435
Porção superior	Não	Não	1250 a 1050	6	1050 a 950	5	Não	770	Sim	Perlita	430	100	4,3	15	425
Porção inferior	Perlita	420	105	4,0	16	420
Porção superior	Não	Não	1250 a 1050	6	1050 a 950	5	Sim	770	Sim	Perlita	430	100	4,3	6	445
Porção inferior	Perlita	420	105	4,0	7	450
Porção superior	Não	Não	1250 a 1050	6	1050 a 950	8	Não	750	Sim	Perlita	430	80	5,4	14	425
Porção inferior	Perlita	420	75	5,6	13	430
Porção superior	Não	Sim (Hard Ball)	1250 a 1050	6	1050 a 950	8	Não	750	Sim	Perlita	430	60	7,2	12	455
Porção inferior	Perlita	420	70	6,0	13	460

58/65

Petição 870170091449, de 27/11/2017, pág. 64/85 abela 3-2 continuação

Aço No.	Local	Controle da atmosfera da fornalha de aquecimento	Remoção mecânico	Remoção durante Laminação bruta direita após Extração de reaquecimento	Remoção durante Laminação acabada	Água de alta pressão, ar e controle de remoção mecânico	Temperatura de partida de tratamento de calor (°C)	Tratamento de calor	Micro- estrutura	SVH	Rmáx	SVH / Rmáx	NCC	FLSR	Nota
Temperatura (°C)	Contagem (vezes)	Temperatura (°C)	Contagem (vezes)	(Hv,98N)	(mm)	(peças)	(Mpa)
	Porção superior	Sim (Nitrogênio 80%)	Não	1250 a1050	6	1050 a 950	8	Não	750	Sim	Perlita	430	50	8,6	11	470
Porção inferior	Perlita	420	60	7,0	12	460
Porção superior	Sim (Nitrogênio 80%)	Não	1250 a 1050	6	1050 a 950	8	Sim	750	Sim	Perlita	430	50	8,6	4	490
Porção inferior	Perlita	420	60	7,0	5	475
Porção superior	Sim (Nitrogênio 80%)	Sim (Iron Piece Grid)	1250 a 1050	6	1050 a 950	8	Não	750	Sim	Perlita	430	30	14,3	11	480
Porção inferior	Perlita	420	40	10,5	13	470
Porção superior	Não	Não	1250 a 1050	6	1050 a 950	10	Não	720	Redução de temperatura Não permitida	Perlita	310	30	10,3	12	250	Muitas contagens de remoção
Porção inferior	Perlita	300	30	10,0	13	245
Porção superior	Não	Não	1250 a 1050	6	1050 a 950	1	Não	820	Sim	Perlita	430	195	2,2	28	280	Baixas contagens de remoção
Porção inferior	Perlita	420	200	2,1	34	275
Porção superior	Não	Não	1250 a 1050	6	1050 a 950	8	Não	720	Redução de temperatura Não permitida	Perlita	310	80	3,9	13	220	Baixa temperatura de remoção
Porção inferior	Perlita	300	75	4,0	14	225
Porção superior	Não	Não	1250 a 1050	6	1050 a 950	3	Não	780	Sim	Perlita	430	140	3,1	21	350	Baixas contagens de remoção na Patim
Porção inferior	Não	Não	1250 a 1050	6	1050 a 950	1	Não	820	Perlita	420	200	2,1	35	275
Porção superior	Não	Não	1250 a 1050	6	1050 a 950	1	Não	780	Sim	Perlita	430	210	2,0	31	260	Baixas contagens de remoção na Boleto
Porção inferior	Não	Não	1250 a 1050	6	1050 a 950	3	Não	820	Perlita	420	135	3,1	24	350

59/65

Petição 870170091449, de 27/11/2017, pág. 65/85

60/65 [00140] Em adição, as Tabelas 3-1 e 3-2 mostram as condições de manufaturamento usando trilhos de aço A8, A13 mostrados nas Tabelas 1-1 e características dos trilhos. As Tabelas 3-1 e 3-2 mostram controle de atmosfera da fornalha de aquecimento durante laminação a quente, remoção mecânica, faixas de temperatura ou número de remoção usando água de alta pressão ou ar durante laminação a quente bruta imediatamente após a extração do lingote reaquecido e durante laminação a quente acabada, controle de água de alta pressão ou ar e remoção mecânica, temperatura de partida de tratamento de calor, tratamento de calor, microestruturas das superfícies do boleto e do patim do trilho, dureza superficial (SVH), a rugosidade superficial máxima (Rmáx), dureza superficial (SVH)/a rugosidade superficial máxima (Rmáx), o número de concavidades e convexidades que excede 0,30 vezes a rugosidade superficial máxima (NCC), e valores de faixa de estresse de limite por fadiga (FLSR). Além disso, os resultados destes testes de fadiga realizados pelos métodos mostrados nas figuras 6A e 6B são incluídos.

[00141] Em adição, várias condições de teste são conforme segue. Teste de fadiga [00142] Forma do trilho: 136 libras de um trilho de aço (67 kg/m) são usadas.

Teste de fadiga (ver figuras 6A e 6B) [00143] Método de teste: um teste de encurvamento de três pontos (comprimento de extensão de 1 m e uma frequência de 5 Hz) é realizado em um trilho de aço real.

[00144] Condição de carga: controle de faixa de estresse (máximamínima, a carga mínima é 10% da carga máxima) é realizado.

Postura do teste (ver figuras 6A e 6B) [00145] Teste da superfície do boleto: carregamento na patim (exercer resistência à tensão na boleto)

Petição 870170091449, de 27/11/2017, pág. 66/85

61/65 [00146] Teste da superfície do patim: exercer carga na boleto (exercer resistência à tensão na patim) [00147] Número de repetição: 200 milhões de vezes, a faixa de estresse máxima no caso de não fatura é referida como uma faixa de estresse de limite por fadiga.

(1) Trilhos dos Exemplos (65 peças) [00148] Os trilhos de aço A1 a A65 são trilhos dos quais os valores de componente químico, as microestruturas das superfícies do boleto e do patim, a dureza superficial (SVH), e o valor da rugosidade superficial máxima (Rmáx) estão nas faixas dos Exemplos.

[00149] Os trilhos de aço A9, A27, A50, A58, e A65 são trilhos dos quais, em adição aos valores de componente químico, as microestruturas das superfícies do boleto e do patim do trilho, a dureza superficial (SVH), e a rugosidade superficial máxima (Rmáx), o número de concavidades e convexidades que excede 0,30 vezes a rugosidade superficial máxima é menor do que ou igual a 10 nas condições mais adequadas dos Exemplos.

[00150] Os trilhos de aço A10, A11, A14, A15, A17, A19, A21, A23, A25, A28, A32, A34, A38, A40, A42, A45, A48, A51, A56, A59, e A61 são trilos dos quais o valor da dureza superficial (SVH)/a rugosidade superficial máxima (Rmáx), bem como os valores de componente químico, as microestruturas das superfícies do boleto e do patim do trilho, a dureza superficial (SVH), e a rugosidade superficial máxima (Rmáx) estão nas faixas dos Exemplos.

[00151] Os trilhos de aço A12, A18, A35, A52, e A62 são trilhos que o valor da dureza superficial (SVH)/a rugosidade superficial máxima (Rmáx), bem como os valores de componente químico, as microestruturas das superfícies do boleto e do patim do trilho, a dureza superficial (SVH), e a rugosidade superficial máxima Rmáx estão nas faixas dos Exemplos, e o número de concavidades (NCC) e

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62/65 convexidades que excede 0,30 vezes a rugosidade superficial máxima é menor do que ou igual a 10 nas condições mais adequadas dos Exemplos.

[00152] Os trilhos mostrados nas Tabelas 1-1 a 1-4 dos quais os valores da dureza superficial SVH/a rugosidade superficial máxima Rmáx é maior do que ou igual a 3,5 foram seletivamente submetidos a (A) o controle da atmosfera da fornalha de aquecimento, (B) a remoção mecânica, e (C) a remoção usando água de alta pressão ou ar durante laminação a quente.

[00153] Em particular, pelo aumento do número da remoção, a remoção usando água de alta pressão ou ar foi realizada 8 a 12 vezes a um temperatura de laminação a quente bruta de 1.250 a 1.050 °C e 5 a 8 vezes a uma temperatura de laminação a quente acabada de 1.050 a 950 °C. Em seguida, resfriamento acelerado após laminação a quente conforme descrito nos Documentos de Patente 3 e 4 ou similares foi realizado conforme necessário.

(2) Trilhos Comparativos (20 peças) [00154] Os trilhos de aço a1 a a6 são trilhos dos quais os componentes químicos não estão nas faixas da invenção.

[00155] Os trilhos de aço a7 a a20 são trilhos dos quais a dureza superficial (SVH) das superfícies do boleto e do patim do trilho e o valor da rugosidade superficial máxima (Rmáx) não estão nas faixas da invenção.

[00156] Conforme mostrado nas Tabelas 1-1, 1-2, 2-1, e 2-2, nos trilhos de aço a1 a a6, os componentes químicos C, Si, e Mn no aço não estão nas faixas da invenção, de modo que as estruturas de ferrita, estruturas de cementita pró-eutectoide, e estruturas de martensita são geradas. Isto é, desde que C contido nos trilhos de aço A1 a A65 dos Exemplos está na faixa de 0,65 a 1,20%, Si está na faixa de 0,05 a 2,00%, e Mn está na faixa de 0,05 a 2,00%, conforme

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63/65 comparado com os trilhos de aço al a a6, as estruturas de ferrita, estruturas de cementita pró-eutectoide, e estruturas de martensita que têm efeitos adversos na resistência ao dano por fadiga não são geradas. Portanto, as superfícies do boleto e do patim do trilho de aço podem ser estavelmente providas com a estrutura de perlita em faixas de dureza predeterminadas. Consequentemente, torna-se possível assegurar a resistência à fadiga (a faixa de estresse de limite por fadiga é igual a ou mais alto do que 300 MPa) necessária para os trilhos de aço e, desse modo, aperfeiçoa a resistência ao dano por fadiga do trilho.

[00157] Em adição, conforme mostrado nas Tabelas 1-1 a 1-4, 2-1, e 2-2, a dureza superficial SVH do boleto e do patim e a rugosidade superficial máxima Rmáx dos trilhos de aço a7 a a20 não estão nas faixas da invenção, a resistência à fadiga (maior do que ou igual a 300 MPa da faixa de estresse de limite por fadiga) necessária para o trilho não pode ser assegurada. Isto é, nos trilhos de aço A1 a A65 dos Exemplos, a dureza superficial do boleto e o patim está na faixa de Hv320 a Hv500, e a rugosidade superficial máxima Rmáx é menor do que ou igual a 180 mm, a resistência à fadiga (maior do que ou igual a 300 MPa da faixa de estresse de limite por fadiga) necessária para o trilho é assegurada. Como um resultado, torna-se possível aperfeiçoar a resistência ao dano por fadiga do trilho.

[00158] A figura 7 mostra o relacionamentos entre a dureza superficial do boleto e a faixa de estresse de limite por fadiga dos trilhos de aço (os trilhos de aço A8, A10 a A11, A13 a A17, A19 a A26, A28, A31 a A34, A37 a A42, A44 a A45, A47 a A49, A51, A55 a A57, A59 a A61, e A64 mostrados nas Tabelas 1-1 a 1-2) dos Exemplos a serem distinguidos pelos valores da dureza superficial (SVH)/a rugosidade superficial máxima (Rmáx).

[00159] A figura 8 mostra os relacionamentos entre a dureza

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64/65 superficial do patim e a faixa de estresse de limite por fadiga dos trilhos de aço (os trilhos de aço A8, A10 a A11, A13 a A17, A19 a A26, A28, A31 a A34, A37 a A42, A44 a A45, A47 a A49, A51, A55 a A57, A59 a A61, e A64 mostrados nas Tabelas 1-1 a 1-4) dos Exemplos a serem distinguidos pelos valores da dureza superficial SVH/a rugosidade superficial máxima Rmáx.

[00160] Conforme mostrado nas figuras 7 e 8, desde que os valores da dureza superficial (SVH)/a rugosidade superficial máxima (Rmáx) dos trilhos de aço dos Exemplos são confinados nas faixas predeterminadas, a resistência à fadiga (faixa de estresse de limite por fadiga) do trilho exibindo a estrutura de perlita pode adicionalmente ser aperfeiçoada. Como um resultado, a resistência ao dano por fadiga é significantemente aumentada.

[00161] Em adição, a figura 9 mostra os relacionamentos entre a dureza superficial do boleto e a faixa de estresse de limite por fadiga dos trilhos de aço (os trilhos de aço A8 a A9, A11 a A12, A17 a A18, A26 a A27, A34 a A35, A49 a A50, A51 a A52, A57 a A58, A61 a A62, e A64 a A65 mostrados nas Tabelas 1-1 a 1-4) dos Exemplos a serem distinguidos pelo número de concavidades e convexidades que excede 0,30 vezes a rugosidade superficial máxima.

[00162] A figura 10 mostra os relacionamentos entre a dureza superficial do boleto e a faixa de estresse de limite por fadiga dos trilhos de aço (os trilhos de aço A8 a A9, A11 a A12, A17 a A18, A26 a A27, A34 a A35, A49 a A50, A51 a A52, A57 a A58, A61 a A62, e A64 a A65 mostrados nas Tabelas 1-1 a 1-4) dos Exemplos a serem distinguidos pelo número de concavidades e convexidades que excede 0,30 vezes a rugosidade superficial máxima.

[00163] Conforme mostrado nas figuras 9 e 10, nos trilhos de aço dos Exemplos, desde que o número de concavidades e convexidades que excede 0,30 vezes a rugosidade superficial máxima é confinado

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65/65 na faixa predeterminada, a resistência à fadiga (faixa de estresse de limite por fadiga) do trilho exibindo a estrutura de perlita pode adicionalmente ser aperfeiçoada. Como um resultado, a resistência ao dano por fadiga pode adicionalmente ser aperfeiçoada.

[00164] Em adição, conforme mostrado nas Tabelas 3-1 e 3-2, o controle da atmosfera, a remoção mecânica, e a remoção usando água de alta pressão ou ar são realizados sob condições predeterminadas. Em adição, tratamento de calor é apropriadamente realizado conforme necessário para assegurar a dureza superficial do boleto e do patim e reduzir a rugosidade superficial máxima (Rmáx), desse modo, confinando o valor da dureza superficial (SVH)/a rugosidade superficial máxima (Rmáx) e o número de concavidades e convexidades que excede 0,30 vezes a rugosidade superficial máxima a estarem nas faixas predeterminadas. Desse modo, a resistência à fadiga (faixa de estresse de limite por fadiga) do trilho exibindo a estrutura de perlita pode adicionalmente ser aperfeiçoada. Como um resultado, a resistência ao dano por fadiga pode adicionalmente ser aperfeiçoada.

Lista de Sinais de Referência porção de topo superior porção de canto superior porção única trilho à base de perlita boleto patim

1S superfície de porção de topo superior

3S superfície de porção única

R1 região de 5 mm de 1S

R3 região de 5 mm de 3S

1A limite entre porção de topo superior e porção de canto

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Claims (15)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Trilho à base de perlita (10) consistindo de: por massa%,

   0,65 a 1,20% de C;

   0,05 a 2,00% de Si;

   0,05 a 2,00% de Mn; e opcionalmente, um ou mais dentre, um ou dois tipos de 0,01 a 2,00% de Cr e 0,01 a 0,50% de Mo;

   um ou dois tipos de 0,005 a 0,50% de V e 0,002 a 0,050% de Nb;

   0,01 a 1,00% de Co;

   0,0001 a 0,0050% de B;

   0,01 a 1,00% de Cu;

   0,01 a 1,00% de Ni;

   0,0050 a 0,0500% de Ti;

   0,0005 a 0,0200% de Mg e 0,0005 a 0,0200% de Ca;

   0,0001 a 0,2000% de Zr;

   0,0040 a 1,00% de Al; e 0,0060 a 0,0200% de N, e o restante composto de Fe e impurezas inevitáveis, em que uma região a uma profundidade de 5 mm de uma superfície de topo do boleto em um boleto (11) e uma região a uma profundidade de 5 mm de uma porção única em um patim (12) têm uma estrutura de perlita, uma dureza superficial de uma estrutura de perlita está em uma faixa de Hv320 a Hv500, e caracterizado pelo fato de que uma rugosidade superficial máxima de uma estrutura de perlita é menor do que ou igual a 180 mm.
2. 2. Trilho à base de perlita (10), de acordo com a reivindicaPetição 870180019692, de 12/03/2018, pág. 4/11

   2/4 ção 1, caracterizado pelo fato de que uma proporção da dureza superficial para a rugosidade superficial máxima é maior do que ou igual a 3,5.
3. 3. Trilho à base de perlita (10), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que na porção da qual a rugosidade superficial máxima é medida, o número de concavidades e convexidades que excede 0,30 vezes a rugosidade superficial máxima com relação a um valor médio de rugosidade em uma direção vertical ao trilho a partir do patim (12) para o boleto (11) é menor do que ou igual a 40 por comprimento de 5 mm em uma direção longitudinal ao trilho de superfícies do boleto (11) e do patim (12).
4. 4. Trilho à base de perlita (10), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o trilho à base de perlita (10) contém, por massa%, um ou dois tipos de 0,01 a 2,00% de Cr e 0,01 a 0,50% de Mo.
5. 5. Trilho à base de perlita (10), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o trilho à base de perlita (10) contém, por massa%, um ou dois tipos de 0,005 a 0,50% de V e 0,002 a 0,050% de Nb.
6. 6. Trilho à base de perlita (10), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o trilho à base de perlita (10) contém, por massa%, 0,01 a 1,00% de Co.
7. 7. Trilho à base de perlita (10), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o trilho à base de perlita (10) contém adicionalmente, por massa%, 0,0001 a 0,0050% de B.
8. 8. Trilho à base de perlita (10), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o trilho à base de perlita (10) contém, por massa%, 0,01 a 1,00% de Cu.
9. 9. Trilho à base de perlita (10), de acordo com a reivindicaPetição 870180019692, de 12/03/2018, pág. 5/11

   3/4 ção 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o trilho à base de perlita (10) contém, por massa%, 0,01 a 1,00% de Ni.
10. 10. Trilho à base de perlita (10), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o trilho à base de perlita (10) contém, por massa%, 0,0050 a 0,0500% de Ti.
11. 11. Trilho à base de perlita (10), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o trilho à base de perlita (10) contém, por massa%, um ou dois tipos de 0,0005 a 0,0200% de Mg e 0,0005 a 0,0200% de Ca.
12. 12. Trilho à base de perlita (10), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o trilho à base de perlita (10) contém, por massa%, 0,0001 a 0,2000% de Zr.
13. 13. Trilho à base de perlita (10), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o trilho à base de perlita (10) contém, por massa%, 0,0040 a 1,00% de Al.
14. 14. Trilho à base de perlita (10), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o trilho à base de perlita (10) contém, por massa%, 0,0060 a 0,0200% de N.
15. 15. Trilho à base de perlita (10), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o trilho à base de perlita (10) contém, por massa%:

    um ou dois tipos de 0,01 a 2,00% de Cr e 0,01 a 0,50% de Mo;

    um ou dois tipos de 0,005 a 0,50% de V e 0,002 a 0,050% de Nb;

    0,01 a 1,00% de Co;

    0,0001 a 0,0050% de B;

    0,01 a 1,00% de Cu;

    0,01 a 1,00% de Ni;

    0,0050 a 0,0500% de Ti;

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    0,0005 a 0,0200% de Mg e 0,0005 a 0,0200% de Ca;

    0,0001 a 0,2000% de Zr;

    0,0040 a 1,00% de Al; e

    0,0060 a 0,0200% de N.

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