一种出口含Cr高硬度钢轨及其制备方法与流程

本发明属于材料冶金，具体涉及一种出口含cr高硬度钢轨及其制备方法。

背景技术：

1、作为铁路用主要材料，钢轨性能指标主要为强度和耐磨硬度。各国采购的标准中也主要规定强度和硬度，以满足铁路用钢轨的耐磨性和服役性。

2、专利文献cn115921524a(以下称文献1)已经公开一种出口热轧高强钢轨，其抗拉强度可达1000mpa以上，伸长率δ可达10％以上，布氏硬度平均值可达310hb以上，虽然能够满足北美铁路钢轨标准(要求钢轨硬度为310hb以上)。然而该文献1实施例1-3生产的钢轨的布氏硬度平均值最高也仅为316hb，其相对于北美铁路钢轨标准中的硬度要求提升有限，市场竞争力相对较弱。为了增强企业的钢轨出口经济效益，有必要开发一种硬度提升更高的出口级钢轨产品。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明一个方面提供一种出口含cr高硬度钢轨，其化学成分按质量百分比计为：c 0.80～0.85％；si 0.50～0.56％；mn 1.10～1.20％；p≤0.015％；s≤0.010％；cr 0.20～0.25％；其余为fe和不可避免的杂质；

2、所述出口含cr高硬度钢轨的布氏硬度平均值≥335hb；

3、所述出口含cr高硬度钢轨的制备方法包括以下工艺：炼钢生产工艺、钢轨轧制工艺和预弯冷却工艺；其中：

4、在所述钢轨轧制工艺中包括以下步骤：方坯→加热→bd1轧制→bd2轧制→ccs万能轧机连轧，其中控制方坯加热预热段温度不大于900℃；加热时长不小于3小时，出炉温度为不低于1150℃，开轧温度1020～1050℃，终轧温度880～900℃；

5、在所述预弯冷却工艺中，控制预弯冷却开始温度为800～830℃，冷却过程中冷床步距为500～550mm。

6、在一些实施方式中，在所述预弯冷却工艺中，控制第一阶段钢轨轨头冷却速度3～4℃/s，冷却至钢轨轨头温度500℃～600℃；控制第二阶段钢轨轨头冷却速度1～2℃/s，冷却至钢轨轨头温度350℃～400℃；控制第三阶段钢轨轨头实际冷却速度0.1～0.6℃/s，冷却至钢轨轨头温度50℃～100℃。

7、在一些实施方式中，所述出口含cr高硬度钢轨的布氏硬度平均值≥346hb。

8、在一些实施方式中，所述出口含cr高硬度钢轨的力学性能满足：抗拉强度≥1136mpa，伸长率δ≥12％。

9、在一些实施方式中，在所述炼钢生产工艺中包括以下步骤：铁水→转炉冶炼→lf精炼→vd真空脱气→连铸；其中转炉冶炼采用无铝脱氧合金化，全过程按精炼正常吹氩；真空度≤0.10kpa，深真空时间≥18min，过热度δt≤30℃；连铸坯锯切后缓冷48小时以上。

10、在一些实施方式中，所述出口含cr高硬度钢轨的化学成分按质量百分比计为：c0.82～0.85％；si 0.50～0.56％；mn 1.15～1.17％；p≤0.015％；s≤0.010％；cr 0.22～0.23％；其余为fe和不可避免的杂质。

11、在一些实施方式中，所述出口含cr高硬度钢轨的化学成分按质量百分比计为：c0.82％；si 0.50％；mn 1.15％；p 0.010％；s 0.007％；cr 0.22％；其余为fe和不可避免的杂质。

12、在一些实施方式中，所述出口含cr高硬度钢轨的化学成分按质量百分比计为：c0.83％；si 0.54％；mn 1.16％；p 0.012％；s 0.006％；cr 0.22％；其余为fe和不可避免的杂质。

13、在一些实施方式中，所述出口含cr高硬度钢轨的化学成分按质量百分比计为：c0.85％；si 0.56％；mn 1.17％；p 0.013％；s 0.005％；cr 0.23％；其余为fe和不可避免的杂质。

14、基于以上技术方案，本发明通过优化控制钢轨轧制工艺中的开轧温度和终轧温度，以及优化控制较低的预弯冷却开始温度，和减小冷却过程中冷床步距，能够提供一种布氏硬度平均值≥335hb的出口含cr高硬度钢轨，相对于上述文献1生产的出口热轧高强钢轨的布氏硬度有明显提高(至少提高6％)，可以明显提升产品的市场竞争力，对企业出口经济效益的提升具有重要意义。

技术特征：

1.一种出口含cr高硬度钢轨，其特征在于，所述出口含cr高硬度钢轨的化学成分按质量百分比计为：c 0.80～0.85％；si 0.50～0.56％；mn 1.10～1.20％；p≤0.015％；s≤0.010％；cr 0.20～0.25％；其余为fe和不可避免的杂质；

2.根据权利要求1所述的出口含cr高硬度钢轨，其特征在于，在所述预弯冷却工艺中，控制第一阶段钢轨轨头冷却速度3～4℃/s，冷却至钢轨轨头温度500℃～600℃；控制第二阶段钢轨轨头冷却速度1～2℃/s，冷却至钢轨轨头温度350℃～400℃；控制第三阶段钢轨轨头实际冷却速度0.1～0.6℃/s，冷却至钢轨轨头温度50℃～100℃。

3.根据权利要求1或2所述的出口含cr高硬度钢轨，其特征在于，所述出口含cr高硬度钢轨的布氏硬度平均值≥346hb。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的出口含cr高硬度钢轨，其特征在于，所述出口含cr高硬度钢轨的力学性能满足：抗拉强度≥1136mpa，伸长率δ≥12％。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的出口含cr高硬度钢轨，其特征在于，在所述炼钢生产工艺中包括以下步骤：铁水→转炉冶炼→lf精炼→vd真空脱气→连铸；其中转炉冶炼采用无铝脱氧合金化，全过程按精炼正常吹氩；真空度≤0.10kpa，深真空时间≥18min，过热度δt≤30℃；连铸坯锯切后缓冷48小时以上。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的出口含cr高硬度钢轨，其特征在于，所述出口含cr高硬度钢轨的化学成分按质量百分比计为：c 0.82～0.85％；si 0.50～0.56％；mn 1.15～1.17％；p≤0.015％；s≤0.010％；cr 0.22～0.23％；其余为fe和不可避免的杂质。

7.根据权利要求6所述的出口含cr高硬度钢轨，其特征在于，所述出口含cr高硬度钢轨的化学成分按质量百分比计为：c 0.82％；si 0.50％；mn 1.15％；p 0.010％；s 0.007％；cr0.22％；其余为fe和不可避免的杂质。

8.根据权利要求6所述的出口含cr高硬度钢轨，其特征在于，所述出口含cr高硬度钢轨的化学成分按质量百分比计为：c 0.83％；si 0.54％；mn 1.16％；p 0.012％；s 0.006％；cr0.22％；其余为fe和不可避免的杂质。

9.根据权利要求6所述的出口含cr高硬度钢轨，其特征在于，所述出口含cr高硬度钢轨的化学成分按质量百分比计为：c 0.85％；si 0.56％；mn 1.17％；p 0.013％；s 0.005％；cr0.23％；其余为fe和不可避免的杂质。

技术总结
本发明公开一种出口含Cr高硬度钢轨及其制备方法，本发明通过优化控制钢轨轧制工艺中的开轧温度和终轧温度，以及优化控制较低的预弯冷却开始温度，和减小冷却过程中冷床步距，能够提供一种布氏硬度平均值≥335HB的出口含Cr高硬度钢轨，可以明显提升产品的市场竞争力。

技术研发人员：薛虎东,边影,李永强,王嘉伟
受保护的技术使用者：包头钢铁（集团）有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12