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JP2000328190A - 靭性および延性に優れた高強度パーライト系レールおよびその製造方法 - Google Patents

靭性および延性に優れた高強度パーライト系レールおよびその製造方法

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Publication number
JP2000328190A
JP2000328190A JP13270099A JP13270099A JP2000328190A JP 2000328190 A JP2000328190 A JP 2000328190A JP 13270099 A JP13270099 A JP 13270099A JP 13270099 A JP13270099 A JP 13270099A JP 2000328190 A JP2000328190 A JP 2000328190A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rail
toughness
ductility
sulfide
pearlite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP13270099A
Other languages
English (en)
Inventor
Daisuke Hiragami
大輔 平上
Koichi Uchino
耕一 内野
Kenichi Karimine
健一 狩峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP13270099A priority Critical patent/JP2000328190A/ja
Publication of JP2000328190A publication Critical patent/JP2000328190A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶鋼中にMgを添加することで微細なMg硫化物
を生成させ、このMg硫化物及び硫化物を核にしたMnS を
用いることで、寒冷地での高靭性及び高延性の高強度パ
ーライト系レールを得る。 【解決手段】 重量%で、C:0.55〜1.20%,Mg:0.0004〜
0.02%を含有し、少なくともレール頭部が実質パーライ
ト組織中であり、かつ前記パーライト組織中の任意断面
において直径が0.01〜10μmの大きさのMg硫化物が1mm
2 中に 500〜100,000 個存在することを特徴とする靭性
および延性に優れた高強度パーライト系レール。また、
所定量の成分からなる鋼片を熱延でレールに形成した
後、熱延まま、又は熱延後の加熱によりオーステナイト
域温度とし、レールの少なくとも頭部を 700〜500 ℃間
を1〜5℃/secで加速冷却する製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レール鋼のパーラ
イト組織を微細化して靭性および延性の向上を図った高
強度レールおよびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在、鉄道輸送は輸送効率向上のための
重積載化、輸送迅速化のための高速化が進められてお
り、レールの特性に対する要求が厳しくなっている。重
荷重鉄道では急曲線区間の耐磨耗性、耐頭部内部疲労損
傷性がより要求され、高速鉄道では主に直線区間の頭部
表面損傷によるレール取替割合の増加が問題となってい
る。これらに加えて、寒冷地の鉄道では冬季にレールク
ラック発生によるレール取替が集中しており、レール材
の靭性改善がレール寿命の延伸に重要な課題になってい
る。
【0003】輸送効率向上のための重積載化はレール頭
部の磨耗を促進し、また疲労損傷の増加により、レール
寿命が短くなってきている。この重荷重鉄道でのレール
短寿命化を改善するために、耐磨耗性の優れた高強度レ
ール鋼の技術開発が活発に行われてきた。その結果、曲
線区間ではほぼ高強度レールが使用されるようになっ
た。
【0004】一方、レール鋼の耐磨耗性の向上と共に、
本来磨耗によって削り取られるべき疲労ダメージ層がレ
ール頭表面や車輪フランジ付け根部が押し付けられるゲ
ージ・コーナー(GC)表面に残存し、表面損傷生成が
認められるようになってきた。さらにレール鋼の耐磨耗
性の向上は、車輪荷重による応力集中をレールGC内部
の一点に固定させることになり、このレールGC内部か
らの疲労損傷を増加させることとなった。このようなレ
ールの耐頭部表面損傷性および耐内部疲労損傷性の改善
には、レール材の靭性および延性を向上させることが重
要である。
【0005】高強度レールの靭性および延性改善の方策
としては以下の方法が考えられる。 (1)普通圧延後、一旦室温まで冷却したレールを低温
度で再加熱した後、加速冷却する方法。 (2)制御圧延によりオーステナイト粒を微細化した
後、レール頭部を加速冷却する方法。 (3)制御圧延した後、パーライト変態前で低温度に再
加熱し、その後加速冷却する方法。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記方法の(1)で
は、例えば特開昭55−125321号公報に記載され
ているように、通常の加熱温度よりも低い850℃以下
の低温度に再加熱し、オーステナイト粒を細粒化するこ
とによって大幅に靭性および延性を改善しようとするも
のである。しかし、低温度で加熱し、かつレール頭部内
部まで加熱を深めようとすると、投入熱量を下げて長時
間加熱する必要があり、この熱処理のため生産性を阻害
し製造コストを高める難点がある。
【0007】また(2)の方法は、例えば特開昭52−
138427号公報および特開昭52−138428号
公報に記載されているように、制御圧延によるオーステ
ナイト粒の細粒化で靭性・延性の向上を図ろうとするも
のである。しかし、大きな圧下力等が必要という圧延機
の能力あるいはレールの断面形状や長手方向の寸法精度
が容易に得られないという形状制御性の観点からも問題
を含んでいる。
【0008】さらに(3)の方法は、例えば特公平4−
4371号公報に記載されているように、800℃以下
で5%以上の圧延を実施した後、再度750〜900℃
に加熱することによりオーステナイト粒を微細にし、靭
性および延性を改善しようとするものである。しかし、
この方法は圧延後に低温再加熱のための加熱炉を必要と
するため作業性、生産性、製造コスト等の問題がある。
【0009】またレール鋼の靭性を改善する方法として
は、例えば特開平8−104946号公報、特開平8−
104947号公報および特開平8−109438号公
報に記載されているように、脱酸元素としてMgを添加
し、0.1〜10μmのMnSの個数が1mm2 あたり6
00〜12000個存在する靭性・延性が優れた高強度
パーライト系レールがあり、この方法により靭性および
延性に優れたレールの製造が可能となった。しかし、重
荷重鉄道ではなお一層の重積載化および高速化が検討さ
れており、さらに靭性および延性の特性を改善すること
が要求されてきている。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は以下の構成を要旨とする。 (1) 重量%で、 C :0.55〜1.20%、 Mg:0.0004〜0.02% を含有し、少なくともレール頭部が実質パーライト組織
であり、かつ前記パーライト組織中の任意断面において
直径が0.01〜10μmの大きさのMg硫化物が1mm
2 中に500〜100,000個存在することを特徴と
する靭性および延性に優れた高強度パーライト系レー
ル。 (2) 重量%で、 C :0.55〜1.20%、 Si:0.10〜1.20%、 Mn:0.10〜1.50%、 S :0.002〜0.050%、 Mg:0.0004〜0.02%、O :0.0002〜0.0100% を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、
少なくともレール頭部が実質パーライト組織であり、か
つ前記パーライト組織中の任意断面において直径が0.
01〜10μmの大きさのMg硫化物が1mm2 中に50
0〜100,000個存在することを特徴とする靭性お
よび延性に優れた高強度パーライト系レール。
【0011】(3) 前記(2)記載の成分の鋼に、重
量%でさらに、 Al:0.0005〜0.05%、 Nb:0.001〜0.05%、 Ni:0.1〜4.0%、 Cu:0.1〜4.0% の1種または2種以上を含有することを特徴とする靭性
および延性に優れた高強度パーライト系レール。 (4) 前記(2)または(3)記載の成分の鋼に、重
量%でさらに、 Cr:0.10〜1.0%、 Mo:0.01〜0.50%、 V :0.01〜1.0%、 B :0.0001〜0.00050% の1種または2種以上を含有することを特徴とする靭性
および延性に優れた高強度パーライト系レール。
【0012】(5) 前記(2)ないし(4)のいずれ
か1項に記載の成分からなる鋼片を、熱間圧延でレール
に形成した後、熱延まま、あるいは熱延後の加熱によっ
てオーステナイト域温度とし、前記レールの少なくとも
頭部を700〜500℃間を1〜5℃/secで加速冷却す
ることを特徴とする靭性および延性に優れた高強度パー
ライト系レールの製造方法。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明者らは、先ずMg介在物の
生成を詳細に検討した。その結果、Mgを添加すると微
細なMg硫化物が生成し、特に溶鋼中のフリー酸素濃度
との化学量論組成以上にMgを添加すると、多量の微細
なMg硫化物が安定的に生成し、そしてパーライト変態
時のMg硫化物およびこのMg硫化物を核にして生成し
たMnSは、微細に分散したMg酸化物よりも更に効果
的にオーステナイト粒成長を抑制し、オーステナイト粒
界の変態サイトを増加させ、パーライト組織を微細にす
ることを見いだした。
【0014】さらに、オーステナイト粒内に微細に分散
したMg硫化物は、それ自身がMg酸化物よりも粒内変
態核になり易く、またさらにMg系介在物よりも粒内変
態させ易いMnSもMg酸化物と比べて析出させ易いた
め、粒界からの変態に加えて粒内からの変態が多数起き
ることにより、変態後のパーライト組織が微細になる事
実を見いだした。図1の(a),(b)は、Mgを添加
した場合としなかった場合のMnS分布のCMAマッピ
ング結果であるが、このマッピング図からも明らかなよ
うに、Mgを添加した(a)の方がMnSが微細に分散
している。
【0015】このようにMgを添加することで、Mg硫
化物を微細に分散させることによるオーステナイト細粒
化、ならびにオーステナイト粒内に微細分散したMg硫
化物およびこれを核に生成したMnSからの粒内変態の
2つの効果によるパーライト組織の微細化により、優れ
た靭性および延性を有するレール鋼を得られることを知
見し、本発明を完成させた。
【0016】以下本発明について詳細に説明する。ま
ず、上記レール鋼の成分を限定した理由について述べ
る。成分の含有量は重量%である。 C:Cは、レール鋼における高強度化およびパーライト
組織生成のための必須元素である。0.55%未満では
必要とする高強度のパーライト組織が得がたく、また
1.20%を超えるとオーステナイト粒界を脆化させる
有害な初析セメンタイトを生成させるばかりか、レール
頭部熱処理層や溶接部の微小偏析部にマルテンサイトが
生成し、靭性・延性を著しく低下させるため、0.55
〜1.20%に限定した。
【0017】Si:Siはパーライト組織中のフェライ
ト相への固溶強化による高強度化への寄与のみでなく、
若干の靭性および延性改善効果がある。0.10%未満
ではその効果は少なく、1.20%を超えると脆化をも
たらし溶接接合性も低下するので、0.10〜1.20
%に限定した。
【0018】Mn:MnはCと同様にパーライト変態温
度を低下させ、焼入れ性を高めることによって高強度化
に寄与する元素である。しかし、0.10%未満ではそ
の効果が小さく、1.50%を超えると偏析部にマルテ
ンサイト組織を生成させ易くするため、0.10〜1.
50%に限定した。
【0019】S:Sは一般に有害元素として知られてい
るが、本発明においてはオーステナイト中の硫化物を核
としてMnSが生成し、オーステナイト粒の粗大化を抑
制およびMnSがパーライトの変態核になることによる
パーライト組織の微細化に重大な元素のひとつである。
しかし、0.002%未満では十分なMnS量を得るこ
とができず、また0.050%を超えると粗大なMnS
が生成し始め、靭性および延性を著しく低下させるた
め、0.002〜0.050%に限定した。
【0020】Mg:Mgは本発明の重要な構成元素であ
る。Mg系硫化物およびこの硫化物を核にして析出した
MnSは、それぞれピン止め効果によるオーステナイト
粒の粒成長抑制効果があり、変態後のパーライト組織を
微細化する。またこの効果に加えて、Mg硫化物自身お
よびこれを核として析出したMnSからパーライトが生
成し、さらにパーライト組織を微細にする機能を有す
る。その結果、レール鋼の大幅な靭性、延性の向上を果
たすことができた。しかし、0.0004%未満ではオ
ーステナイト粒成長抑制効果および粒内変態によるパー
ライト組織微細化がほとんど無く、0.02%を超える
と粗大なMg硫化物が生成し、靭性が著しく低下するた
め、0.0004〜0.02%の範囲に限定した。ま
た、Mg硫化物を積極的に析出させるためにはMgの量
をMgOとしての化学量論組成よりも高くした方が望ま
しい。
【0021】O:Oは一般に溶鋼中に不純物として溶け
込んでおり、Mg硫化物の量を増やすために溶鋼中の酸
素を減らした方が良いが、濃度を0.0002%未満に
下げようとすると製錬時の生産性が低下する。また、酸
素濃度が0.0100%超になると粗大な酸化物がで
き、靭性を著しく低下させるため、0.0002〜0.
0100%に限定した。
【0022】さらに本発明においては、上記成分の他に
必要に応じて1種または2種以上のAl,Nb,Ni,
Cu,Cr,Mo,V,Bの添加によって、フェライト
地の靭性改善、レール圧延のための加熱時におけるオー
ステナイト粒の、あるいは制御圧延時におけるオーステ
ナイト粒の細粒化によって高靭性を得ることができ、さ
らに冷却過程における加速冷却によって、より高強度と
同時に高靭性を得ることができる。なお、上記成分の添
加において、Al,Nb,Ni,Cuは靭性改善を、C
r,Mo,V,Bは高靭性化と同時に高強度と硬さを改
善することを主目的とする。
【0023】これらの化学成分を限定した理由を以下に
説明する。 Al:Alは製鋼時の脱酸剤が残存含有するものであ
る。AlはMgとの複合酸化物を生成し、オーステナイ
ト粒成長の抑制、およびこのMg−Al複合酸化物がM
nS析出の核になり、これらの析出物からパーライト変
態して組織が微細になる。この複合析出の効果は0.0
005%以上で有効であり、0.05%を超えるとAl
酸化物およびMg−Al酸化物が粗大化し、靭性の低下
をもたらすことから、Alの含有量を0.0005〜
0.05%に限定した。
【0024】Nb:Nbは熱間圧延時に低温加熱するこ
とによって、Nbの炭窒化物がオーステナイト粒成長を
抑制し細粒化に寄与する。また、高温加熱・低温仕上げ
圧延によって熱間圧延後のオーステナイト粒を細粒化
し、加速冷却後に得られるパーライト組織を微細にす
る。この効果を得るためには、0.001%以上必要で
あり、0.05%を超えると粗大なNb炭化物、Nb窒
化物、Nb炭窒化物の生成によって靭性が低下する。し
たがって、0.001〜0.05%の範囲に限定した。
【0025】Ni:Niはフェライト中に固溶し、フェ
ライトの靭性を向上させるのに有効な元素であり、0.
1%未満の場合にはその効果が極めて少なく、また4.
0%を超えて含有してもその効果は飽和する。したがっ
て靭性向上の観点から、0.1〜4.0%の範囲に限定
した。
【0026】Cu:CuはNiと同様にフェライト中に
固溶し、フェライトの靭性を向上させるのに有効な元素
であり、0.1%未満の場合にはその効果が極めて少な
く、また4.0%を超えて含有してもその効果は飽和す
る。したがって靭性向上の観点から、0.1〜4.0%
の範囲に限定した。
【0027】Cr:Crはパーライト変態温度を低下さ
せることによって高強度化に寄与するとともに、パーラ
イト組織中のセメンタイト相を強化する作用を有するこ
とから、溶接継ぎ手部軟化防止の観点で0.1%以上の
含有が有効である。一方、1.0%を超えて含有する
と、強制冷却時に元素偏析部のみでなく、過冷却傾向の
強いレールの肩部にベイナイトやマルテンサイトが生成
し靭性の低下をもたらす。したがって強度確保に一定の
寄与が期待され、かつ靭性および延性を損なわない範囲
として、0.1〜1.0%に限定した。
【0028】Mo:Moはパーライトの変態速度を抑制
し、パーライト組織を微細化することから靭性向上に有
効な元素である。さらにMoは加速冷却時にレール内部
において、表面層のパーライト変態にともなう発熱に連
動した高温での変態誘起を防止し、レール内部の高強度
化に寄与して強度を高める。しかし、0.01%未満で
は上記の効果は少なく、また、0.50%を超える含有
量ではパーライト変態速度が低下し、パーライト組織中
にベイナイトやマルテンサイトを生成させ靭性低下をも
たらす。したがって、0.01〜0.50%の範囲に限
定した。
【0029】V:Vはフェライト中に析出し、強度を向
上させるために有効な元素であり、0.01%未満では
強度増加は得られず、1%を超えると粗大なV炭化物を
生成し靭性が低下する。したがって、0.01〜1.0
%の範囲に限定した。
【0030】B:Bは微量添加においてもオーステナイ
ト粒界に偏析し、変態を遅らせることにより焼入れ性を
著しく改善する元素である。この効果を得るためには、
0.0001%以上必要であり、0.0050%を超え
るとBの炭窒化物が生成し、靭性が著しく低下する。し
たがって、0.0001〜0.0050%の範囲に限定
した。不可避的元素であるPは、レール鋼の靭性を下げ
るためできるだけ低減させ、0.03%以下にすること
が望ましい。
【0031】前記のような成分組成で構成されるレール
鋼は、転炉、電気炉などの通常使用される溶解炉で溶製
を行い、この溶鋼を造塊・分塊あるいは連続鋳造法によ
り凝固させ、さらに熱間圧延法を経て製造する。熱間圧
延を終えたレールは、冷却中においてオーステナイト粒
内のMg硫化物に加えてMnSからもパーライトが生成
し、オーステナイト粒界から生成するパーライトと共に
微細なパーライト組織を形成する。その結果、圧延まま
で靭性の優れた高強度レールを製造することができる。
【0032】さらに、高靭性と共に1200MPa 以上の
高強度が要求される場合には、圧延終了後、あるいは一
度室温まで冷却した後に熱処理する目的でオーステナイ
ト域温度まで再加熱し、700〜500℃間を1〜5℃
/secで加速冷却を行うことが望ましい。また、加速冷却
すると低温でパーライト変態を生じるため、レール鋼は
パーライトの変態核の生成速度が向上し、パーライト粒
が微細になる。この加速冷却時の冷却速度が1℃/sec未
満のときは必要強度を得ることができず、5℃/secを超
える場合はマルテンサイトが生成する。従って冷却速度
は1〜5℃/secに限定した。
【0033】以上述べたように、加速冷却は強度増加に
加えて、オーステナイト粒界、Mg硫化物およびこのM
g硫化物を核にしたMnSからのパーライト変態におい
て変態核の増加をもたらし、パーライトの細粒化に寄与
する結果、一層のレール鋼の靭性向上を達成することが
できる。この際冷却媒体は空気あるいはミストなどの気
液混合物を用いることが望ましい。
【0034】次に、レール鋼のパーライト組織中の直径
0.01〜10μmのMg硫化物の個数を任意の断面1
mm2 中において500〜100,000個に限定した理
由を述べる。レール鋼中のMg硫化物は、ピンニングに
より加工後の微細γ粒の粒成長を抑制し、変態後のパー
ライト組織を微細にする。また、γ粒内にあるMg硫化
物およびこのMg硫化物を核にして生成したMnSから
パーライト変態することで、パーライト組織が微細にな
り靭性値が向上する。このとき、任意の断面においてM
g硫化物の断面積から算出したその断面での円相当径
(直径)が0.01μm未満のMg硫化物は、パーライ
ト粒内変態核にならず、10μmを超える大きさでは破
壊の起点となり靭性値を低下させてしまうことから、M
g硫化物の大きさを0.01〜10μmに限定した。
【0035】1mm2 中に500個未満の場合、ピンニン
グおよびパーライト粒内変態の効果が弱く、靭性向上の
効果が得られない。また、100,000個を超える場
合はMg硫化物となるSが多くなり、MnSとして結び
つくSが減少することで、粒内変態能が高いMnSの個
数が減少し、靭性値が低下することから、1mm2 中のM
g硫化物の個数を500〜100,000個に限定し
た。このようなパーライト組織は、レールの少なくとも
頭部に形成されていることが必要である。
【0036】
【実施例】次に、本発明により製造した高靭性を有する
高強度レールの製造実施例について述べる。表1に示す
成分からなる溶鋼からレールを製造し、Mg硫化物個数
と粒組織の状態、および機械特性を調査した。表2に、
レール鋼の冷却後のパーライト組織中に存在する任意の
断面中の直径0.01〜10μmのMg硫化物の個数の
測定結果、加工後焼き入れた試料のγ粒度番号、および
パーライト粒内変態の有無の観察結果を示す。
【0037】Mg硫化物の粒径は、走査型電子顕微鏡
(SEM)もしくは透過型電子顕微鏡(TEM)を用
い、任意の断面において1,000〜50,000倍の
倍率で個々のMg硫化物の面積を求め、この面積に等し
い円の直径を用いた。また、MnS中のMg硫化物もS
EMやTEMのイメージ中でコントラストが異なるた
め、このコントラストが異なる部分をMg硫化物とし
て、Mg硫化物のときと同様に粒径を算出した。Mg硫
化物の個数は、この直径0.01〜10μmのMg硫化
物の個数を20視野測定し、この20視野が正規分布に
従うとして平均を出し、この1視野の面積での個数から
面積1mm2 に換算したときの値を用いた。
【0038】表2から明らかなように、Mg添加を行っ
た本発明鋼では、所定の量のMg硫化物が微細に分散
し、粒内にあるこのMg硫化物およびこのMg硫化物を
核に生成したMnSからパーライトが粒内変態し、パー
ライト組織が微細になることが確認された。
【0039】表3は、圧延ままおよび強度を一定にする
ために、それぞれの鋼種につき700℃〜500℃間の
冷却速度を1〜5℃/sの範囲で変化させたレール鋼の引
張試験強度、伸びおよび2mmUノッチシャルピー試験に
おける+20℃での衝撃吸収エネルギー測定結果を示
す。引張試験はレール頭部ゲージコーナー内部10mm深
さから採取した平行部径6mm、平行部長さ30mmの試験
片で行った。
【0040】この結果、本発明鋼は従来鋼に比べて十分
にパーライト組織微細化による延性の改善が認められ
た。衝撃試験片はレール頭部1mm下より採取した。この
試験条件はロシアのΓoct 規格に基づくものであり、同
規格では高強度熱処理レールの+20℃での衝撃吸収エ
ネルギーは25J/cm2 以上が必要とされており、本発
明のMg添加鋼は、加工後のオーステナイト微細粒の粒
成長抑制およびオーステナイト粒内からのパーライト粒
内変態で微細パーライト組織になり、いずれもΓoct 規
格に定められたシャルピー吸収エネルギーを十分に満た
している。
【0041】
【表1】
【0042】
【表2】
【0043】
【表3】
【0044】
【発明の効果】以上のことから、Mg添加をすること等
によりMg硫化物のサイズおよび個数を制御することに
よって、加工後のオーステナイト粒が微細となって粒界
から変態するパーライト組織が微細になり、またオース
テナイト粒内に存在するMg硫化物およびこのMg硫化
物を核に生成するMnSからパーライトがオーステナイ
ト粒内から変態することからも、変態後のパーライト組
織が微細になる。さらに、加速冷却によってもパーライ
ト粒は細粒化し、安定して25J/cm2 以上の衝撃吸収
エネルギーを得ることができる。すなわち、本発明によ
り靭性および延性に優れた高強度パーライト系レールま
たはその製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】レール圧延後のレール頭部におけるMnSのC
MAマッピング図であり、(a)はMg添加材のもの、
(b)はMg無添加の比較材のものを示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 狩峰 健一 北九州市戸畑区飛幡町1−1 新日本製鐵 株式会社八幡製鐵所内 Fターム(参考) 4K042 AA04 BA02 BA05 CA02 CA05 CA08 CA09 CA10 CA13 DA01

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、 C :0.55〜1.20%、 Mg:0.0004〜0.02% を含有し、少なくともレール頭部が実質パーライト組織
    であり、かつ前記パーライト組織中の任意断面において
    直径が0.01〜10μmの大きさのMg硫化物が1mm
    2 中に500〜100,000個存在することを特徴と
    する靭性および延性に優れた高強度パーライト系レー
    ル。
  2. 【請求項2】 重量%で、 C :0.55〜1.20%、 Si:0.10〜1.20%、 Mn:0.10〜1.50%、 S :0.002〜0.050%、 Mg:0.0004〜0.02%、 O :0.0002〜0.0100% を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、
    少なくともレール頭部が実質パーライト組織であり、か
    つ前記パーライト組織中の任意断面において直径が0.
    01〜10μmの大きさのMg硫化物が1mm2 中に50
    0〜100,000個存在することを特徴とする靭性お
    よび延性に優れた高強度パーライト系レール。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の成分の鋼に、重量%でさ
    らに、 Al:0.0005〜0.05%、 Nb:0.001〜0.05%、 Ni:0.1〜4.0%、 Cu:0.1〜4.0% の1種または2種以上を含有することを特徴とする靭性
    および延性に優れた高強度パーライト系レール。
  4. 【請求項4】 請求項2または3記載の成分の鋼に、重
    量%でさらに、 Cr:0.1〜1.0%、 Mo:0.01〜0.50%、 V :0.01〜1.00%、 B :0.0001〜0.00050% の1種または2種以上を含有することを特徴とする靭性
    および延性に優れた高強度パーライト系レール。
  5. 【請求項5】 請求項2ないし4のいずれか1項に記載
    の成分からなる鋼片を、熱間圧延でレールに形成した
    後、熱延まま、あるいは熱延後の加熱によってオーステ
    ナイト域温度とし、前記レールの少なくとも頭部を70
    0〜500℃間を1〜5℃/secで加速冷却することを特
    徴とする靭性および延性に優れた高強度パーライト系レ
    ールの製造方法。
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