CN106868275A - 抑制过共析钢轨钢中晶界渗碳体析出的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钢铁冶炼技术领域，具体提供一种抑制过共析钢轨钢中晶界渗碳体析出的方法，其是设置钢轨钢在炉内加热温度大于1250℃，且均热时间大于80min。采用本发明提供的方法可以有效的抑制共析钢轨钢中晶界渗碳体的析出，进而提高钢轨的硬度和耐磨性。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼技术领域，特别涉及一种抑制过共析钢轨钢中晶界渗碳体析出的方法。
背景技术
通过添加合金元素以及热处理可提高钢轨的强度。对于珠光体钢轨来说，达到1300MPa基本已到极限。为了满足重载铁路对钢轨耐磨性和抗疲劳性能的要求，过共析钢轨通过增加珠光体中渗碳体相的密度可以提高耐磨性能，且轨头全断面的高硬度也提高其疲劳性能。故在铁路高速、重载的今天，研究过共析钢轨具有重要意义。
渗碳体为铁碳合金中按亚稳定平衡系统凝固和冷却转变时析出的Fe3C型碳化物，当奥氏体转变成珠光体后，二次渗碳体便呈连续网状分布在珠光体的边界上。网状碳化物的存在是一种缺陷组织，将增加钢的脆性，降低钢轨的使用疲劳，严重的还会造成铁路事故。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种抑制过共析钢轨钢中晶界渗碳体析出的方法。
本发明提供一种抑制过共析钢轨钢中晶界渗碳体析出的方法，其是设置钢轨钢在炉内加热温度大于1250℃，且均热时间大于80min。
进一步地，所述钢轨钢中C含量在0.85～1.05％。
本发明通过对共析钢轨钢中二次渗碳体的析出和溶解行为的研究，提供一种抑制过共析钢轨钢中晶界渗碳体析出的方法。在钢轨坯子加热时使晶界上的渗碳体完全溶解，即随着奥氏体化温度的升高，晶界析出的渗碳体逐渐减少；当在1250℃以上保温大于80min，晶界渗碳体完全回溶。采用本放提供的方法可以有效的抑制共析钢轨钢中晶界渗碳体的析出，进而提高钢轨的硬度和耐磨性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明实施例1试样a经渗碳体析出实验后的100倍显微组织照片；
图2为本发明实施例1试样a经渗碳体析出实验后的500倍显微组织照片；
图3为本发明实施例1试样b经渗碳体析出实验后的100倍显微组织照片；
图4为本发明实施例1试样b经渗碳体析出实验后的500倍显微组织照片；
图5为本发明实施例2试样a1的金相显微图；
图6为本发明实施例2试样a2的金相显微图；
图7为本发明实施例2试样a4的金相显微图；
图8为本发明实施例2试样a5的金相显微图。
具体实施方式
本发明公开了一种抑制过共析钢轨钢中晶界渗碳体析出的方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
过共析钢轨中的C含量大约在0.86～1.1％，在钢轨坯加热时必须使晶界上的渗碳体完全溶解，而在轧制后冷却过程中抑制其在晶界析出，促进晶内析出，提高渗碳体所占比例，来提高钢轨的硬度、耐磨性。
本发明提供一种抑制过共析钢轨钢中晶界渗碳体析出的方法，其具体为：设置钢轨钢在炉内加热温度大于1250℃，且均热时间大于80min。
进一步地，所述钢轨钢中C含量在0.85～1.05％。
本发明通过对共析钢轨钢中二次渗碳体的析出和溶解行为的研究，提供一种抑制过共析钢轨钢中晶界渗碳体析出的方法。在钢轨坯子加热时使晶界上的渗碳体完全溶解，即随着奥氏体化温度的升高，晶界析出的渗碳体逐渐减少；当在1250℃以上保温大于80min，晶界渗碳体完全回溶。采用本发明提供的方法可以有效的抑制共析钢轨钢中晶界渗碳体的析出，进而提高钢轨的硬度和耐磨性。
下面结合实施例，进一步阐述本发明：
实施例1-晶界渗碳体析出实验
将两种实验钢在1200℃加热4h，然后炉冷22h。此步骤是通过缓冷使渗碳体在晶界完全析出，本实施例中采用的两种试样钢分别标记为试样a和试样b，含碳依次为1.02wt％和0.86wt％。经渗碳体析出实验后显微组织照片如图1至图4所示。
由图1至图4可知，试样a实验钢的C含量较高，经过缓冷，二次渗碳体呈网状沿晶界析出。试样b实验钢部分晶界有二次渗碳体析出。
实施例2-热处理实验
模拟钢坯加热的热处理实验，为了保留晶界的原始状态，热处理后直接油淬。具体的，由于试样a实验钢经过缓冷，二次渗碳体呈网状沿晶界析出较明显，把炉冷后的试样a实验钢试样切成5块，分别标记为试样a1～a5，按表1工艺做实验。研究不同奥氏体化温度下，晶界析出渗碳体的回溶情况，照片如图5至图8所示。
表1处理工艺参数
| 编号 | 热处理工艺 |
| a1 | 1250℃×50min，油冷 |
| a2 | 1250℃×80min，油冷 |
| a3 | 1200℃×50min，油冷 |
| a4 | 1150℃×50min，油冷 |
| a5 | 1100℃×50min，油冷 |
由实验结果得出：
随着奥氏体化温度的升高，晶界析出的渗碳体逐渐减少。当在1250℃下保温80min，晶界渗碳体完全回溶。
为过共析钢轨工业试制时连铸坯的加热温度、保温时间提供理论依据，即钢轨钢在炉内加热温度必须大于1250℃，且均热时间大于80min。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种抑制过共析钢轨钢中晶界渗碳体析出的方法，其特征在于，设置钢轨钢在炉内加热温度大于1250℃，且均热时间大于80min。
2.根据权利要求1所述的抑制过共析钢轨钢中晶界渗碳体析出的方法，其特征在于，所述钢轨钢中C含量在0.85～1.05％。
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