[go: up one dir, main page]

RU2412274C1 - Рельсовая сталь - Google Patents

Рельсовая сталь Download PDF

Info

Publication number
RU2412274C1
RU2412274C1 RU2009117995/02A RU2009117995A RU2412274C1 RU 2412274 C1 RU2412274 C1 RU 2412274C1 RU 2009117995/02 A RU2009117995/02 A RU 2009117995/02A RU 2009117995 A RU2009117995 A RU 2009117995A RU 2412274 C1 RU2412274 C1 RU 2412274C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steel
chromium
silicon
manganese
nitrogen
Prior art date
Application number
RU2009117995/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2009117995A (ru
Inventor
Валерий Петрович Дементьев (RU)
Валерий Петрович Дементьев
Лариса Викторовна Корнева (RU)
Лариса Викторовна Корнева
Саул Самуилович Черняк (RU)
Саул Самуилович Черняк
Валерий Александрович Руденков (RU)
Валерий Александрович Руденков
Николай Терентьевич Алексеев (RU)
Николай Терентьевич Алексеев
Андрей Павлович Хоменко (RU)
Андрей Павлович Хоменко
Владимир Николаевич Поздеев (RU)
Владимир Николаевич Поздеев
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС (ИрИИТ))
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС (ИрИИТ)) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС (ИрИИТ))
Priority to RU2009117995/02A priority Critical patent/RU2412274C1/ru
Publication of RU2009117995A publication Critical patent/RU2009117995A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2412274C1 publication Critical patent/RU2412274C1/ru

Links

Landscapes

  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к стали, используемой для изготовления остряковых рельсов. Сталь содержит углерод, марганец, кремний, хром, алюминий, ванадий, кальций, азот, никель, барий, стронций, железо и примеси при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,60-0,80, марганец 0,75-1,10, кремний 0,30-0,60, хром 0,35-0,60, алюминий не более 0,005, ванадий 0,05-0,15, кальций 0,0001-0,005, азот 0,005-0,020, никель 0,03-0,20, барий 0,0001-0,005, стронций 0,0001-0,005, железо и примеси остальное. В качестве примесей сталь содержит серу не более 0,020%, фосфор не более 0,025% и медь не более 0,15%. Повышается комплекс физико-механических свойств и эксплуатационной стойкости остряковых рельсов. 2 табл.

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к стали, используемой для изготовления остряковых рельсов.
Известна также рельсовая сталь марки М73В [1], содержащая (в мас.%):
углерод 0,67-0,78
марганец 0,75-1,05
кремний 0,18-0,45
ванадий 0,03-0,05
хром не более 0,15
никель не более 0,15
медь не более 0,15
железо остальное
Существенным недостатком данной стали является низкая стойкость остряковых рельсов без термической обработки и необходимость термообработки стали для повышения эксплуатационных свойств. Известная, выбранная в качестве прототипа рельсовая сталь [2], содержащая (в мас.%):
углерод 0,62-0,84
марганец 0,8-1,3
кремний 0,2-1,0
хром 0,6-1,5
алюминий 0,02-0,05
ванадий 0,03-0,12
кальций 0,001-0,05
железо остальное
Существенным недостатком данной стали является низкая эксплуатационная стойкость, обусловленная пониженным комплексом физико-механических свойств.
Известная также рельсовая сталь [3], содержащая углерод, кремний, марганец, хром, вольфрам, церий и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения усталостной и хрупкой прочности, она дополнительно содержит алюминий, бор и лантан при следующем соотношении компонентов, вес.%;
углерод 0,6-0,8
кремний 0,5-1,3
марганец 0,5-1,0
хром 0,5-1,0
вольфрам 0,5-1,0
церий 0,003-0,15
алюминий 0,03-0,05
бор 0,002-0,007
лантан 0,003-0,1
железо остальное
Существенным недостатком данной стали является ее высокая стоимость из-за содержания вольфрама и лантанта, а также (в связи с содержанием церия) загрязненность неметаллическими включениями, так называемая цериевая краевая неоднородность.
Желаемым техническим результатом изобретения является повышение комплекса физико-механических свойств и эксплуатационной стойкости.
Для достижения этого рельсовая сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, алюминий, ванадий, кальций, железо и примеси, дополнительно содержит азот, никель, барий и стронций при следующем соотношении компонентов (в мас.%):
углерод 0,60-0,80
марганец 0,75-1,10
кремний 0,30-0,60
хром 0,35-0,60
алюминий не более 0,005
ванадий 0,05-0,15
кальций 0,0001-0,005
азот 0,005-0,020
никель 0,03-0,20
барий 0,0001-0,005
стронций 0,0001-0,005
железо и примеси остальное,
при этом в качестве примесей сталь может содержать серу не более 0,020%, фосфора не более 0,025%, меди не более 0,15%.
Заявляемый химический состав стали подобран исходя из следующих предпосылок.
Увеличение кремния до 0,60% повышает пределы текучести и прочности, при снижении кремния менее 0,30% наблюдается резкое снижение данных параметров.
Концентрация хрома выбрана исходя из обеспечения высокого сопротивления износу и высоких прочностных свойств, при этом снижение концентрации хрома менее 0,30% не позволяет обеспечить требуемую стойкость рельсов в пути, а при повышении концентрации более 0,60% значительно возрастает стоимость стали при постоянных прочностных свойствах стали.
Содержание алюминия выбрано исходя, с одной стороны, получения мелкого действительного зерна, с другой - исключения получения недопустимых глиноземистых неметаллических включений.
Концентрация марганца в выбранных пределах обеспечивает достаточную износостойкость рельсов.
Введение азота позволяет получить измельченное зерно аустенита, что обеспечивает повышение прочностных свойств и увеличение сопротивляемости хрупкому разрушению. Наличие ванадия при этом позволяет добиваться необходимой растворимости азота в соединениях. При наличии азота менее 0,005% невозможно измельчения зерна и, соответственно, не обеспечивается необходимое упрочнение стали, а более 0,020% - приводит к получению нерастворившегося азота и возможного образования недопустимых пузырей в стали. Выбранное содержание и соотношение азота и ванадия обеспечивает получение требуемой ударной вязкости (в том числе и при отрицательных температурах) за счет карбонитридного упрочнения.
Концентрация никеля более 0,20% повышает вероятность получения недопустимых микроструктур, а снижение концентрации менее 0,03% снижает ударную вязкость стали.
Дополнительное введение бария и стронция позволяет модифицировать источники концентраторов напряжений - неметаллические включения, исключить образование «опасных» включений глинозема, повысить чистоту стали по оксидным и сульфидным включениям, обеспечить образование глобулярных включений и исключить образование строчечных включений алюминатов. При введении более 0,005% бария и стронция в сталь возможно получение барий и стронцийсодержащих неметаллических включений, снижающих механические свойства стали.
Ограничение концентрации фосфора, серы и меди обусловлено улучшением качества поверхности готовой продукции после прокатки и повышения ее физико-механических свойств.
Серия опытных плавок была выплавлена в дуговых печах ДСП-100И7. Химический состав приведен в таблице 1. После разливки стали на МНЛЗ осуществляли прокатку железнодорожных рельсов типа ОР65. После прокатки рельсов термообработка не проводилась. Результаты испытаний механических свойств в горячекатаном состоянии в сравнении с рельсовой сталью М73 В, представленные в таблице 2, показывают, что заявляемый химический состав обеспечивает повышение механических свойств рельсовой стали, что в свою очередь увеличивает эксплуатационную стойкость остряковых рельсов.
Источники информации
1. Патент РФ №819208, С22С 38/24;
2. ГОСТ 9960-85 «Остряковые рельсы. Технические условия»
3. Патент РФ №522265, С22С 38/22.
Таблица 1
Химический состав стали
Состав С Mn Si Cr Al V Са N Ni Ва Sr S Р Cu Fe
1 0,71 0,75 0,41 0,60 0,001 0,05 0,0001 0,005 0,03 0,0001 0,0001 0,008 0,015 0,15 ост
2 0,78 0,82 0,44 0,55 0,003 0,08 0,002 0,015 0,16 0,0005 0,003 0,008 0,008 0,05 ост
3 0,73 0,92 0,49 0,40 0,005 0,12 0,003 0,010 0,09 0,003 0,004 0,003 0,010 0,06 ост
4 0,80 0,98 0,54 0,45 0,002 0,10 0,003 0,015 0,20 0,004 0,005 0,005 0,009 0,13 ост
5 0,75 1,01 0,58 0,35 0,005 0,15 0,005 0,018 0,15 0,005 0,004 0,004 0,018 0,06 ост
6 0,69 1,10 0,60 0,55 0,005 0,15 0,005 0,020 0,18 0,005 0,005 0,007 0,020 0,08 ост
прототип 0,62-0,84 0,8-1,3 0,2-1,0 0,6-1,5 0,02-0,05 0,03-0,12 0,001-0,05 - - - - 0,020 0,025 0,12 ост
М73В по ГОСТ 9960-85 0,67-0,78 0,75-1,05 0,18-0,45 ≤0,15 - 0,03-0,05 -0 - <0,15 - - ≤0,040 ≤0,035 ≤0,15 ост
Таблица 2
Механические свойства стали
Состав Предел текучести, Н/мм2 Предел прочности, Н/мм2 Относительное удлинение, % Относительное
сужение, %
KCU ударная вязкость, Дж/см2
+20°С -60°С
1 900 1490 13 33 0,38 0,38
2 1100 1680 15 34 0,47 0,34
3 1210 1750 14 34 0,43 0,36
4 980 1495 16 36 0,48 0,36
5 1220 1700 14 33 0,46 0,39
6 1100 1600 15 35 0,40 0,37
прототип 880-1200 1490-1720 н.д 22-28 0,16-0,27 н.д

Claims (1)

  1. Рельсовая сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, алюминий, ванадий, кальций и железо и примеси, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит азот, никель, барий и стронций при следующем соотношении компонентов, мас.%:
    углерод 0,60-0,80 марганец 0,75-1,10 кремний 0,30-0,60 хром 0,35-0,60 алюминий не более 0,005 ванадий 0,05-0,15 кальций 0,0001-0,005 азот 0,005-0,020 никель 0,03-0,20 барий 0,0001-0,005 стронций 0,0001-0,005 железо и примеси остальное

    при этом в качестве примесей она содержит серу - не более 0,020%, фосфор - не более 0,025%, медь - не более 0,15%.
RU2009117995/02A 2009-05-12 2009-05-12 Рельсовая сталь RU2412274C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009117995/02A RU2412274C1 (ru) 2009-05-12 2009-05-12 Рельсовая сталь

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009117995/02A RU2412274C1 (ru) 2009-05-12 2009-05-12 Рельсовая сталь

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009117995A RU2009117995A (ru) 2010-11-20
RU2412274C1 true RU2412274C1 (ru) 2011-02-20

Family

ID=44058084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009117995/02A RU2412274C1 (ru) 2009-05-12 2009-05-12 Рельсовая сталь

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2412274C1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2161210C1 (ru) * 1999-06-01 2000-12-27 Открытое акционерное общество "Кузнецкий металлургический комбинат" Рельсовая сталь
JP2004043963A (ja) * 2002-05-20 2004-02-12 Nippon Steel Corp 靭性および延性に優れたパーライト系レールおよびその製造方法
JP2005350723A (ja) * 2004-06-10 2005-12-22 Nippon Steel Corp 耐折損性に優れるパーライトレール
RU2291221C1 (ru) * 2005-05-04 2007-01-10 Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат" Рельсовая сталь
RU2291218C1 (ru) * 2005-06-09 2007-01-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" Рельсовая сталь
RU2295587C1 (ru) * 2005-07-04 2007-03-20 Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат" Рельсовая сталь

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2161210C1 (ru) * 1999-06-01 2000-12-27 Открытое акционерное общество "Кузнецкий металлургический комбинат" Рельсовая сталь
JP2004043963A (ja) * 2002-05-20 2004-02-12 Nippon Steel Corp 靭性および延性に優れたパーライト系レールおよびその製造方法
JP2005350723A (ja) * 2004-06-10 2005-12-22 Nippon Steel Corp 耐折損性に優れるパーライトレール
RU2291221C1 (ru) * 2005-05-04 2007-01-10 Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат" Рельсовая сталь
RU2291218C1 (ru) * 2005-06-09 2007-01-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" Рельсовая сталь
RU2295587C1 (ru) * 2005-07-04 2007-03-20 Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат" Рельсовая сталь

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009117995A (ru) 2010-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9574255B2 (en) Rolled steel bar for hot forging
US20160060736A1 (en) Pearlitic steel rail with high strength and toughness and producing method thereof
WO2018215600A1 (en) High-strength, hot rolled abrasive wear resistant steel strip
CN101935806A (zh) 耐延迟断裂性能优良的低碳贝氏体型冷作强化非调质钢
RU2291218C1 (ru) Рельсовая сталь
RU2295587C1 (ru) Рельсовая сталь
RU2361007C1 (ru) Рельсовая сталь
RU2412274C1 (ru) Рельсовая сталь
RU2291221C1 (ru) Рельсовая сталь
RU2365667C1 (ru) Рельсовая сталь
RU2552794C2 (ru) Труба нефтяного сортамента хладостойкая
RU2410462C1 (ru) Рельсовая сталь
RU2348735C2 (ru) Сталь колесная
RU2291220C1 (ru) Рельсовая сталь
RU2259416C2 (ru) Рельсовая сталь
RU2368694C1 (ru) Рельсовая сталь
RU2426812C2 (ru) Рельсовая сталь
RU2457272C1 (ru) Рельсовая сталь
RU2414520C1 (ru) Сталь конструкционная с высокой ударной вязкостью при криогенных температурах
RU2365666C1 (ru) Рельсовая сталь
RU2397271C2 (ru) Рельсовая сталь
RU2440436C2 (ru) Сталь
CN101538877B (zh) 低温环境下使用的铲齿
RU2340699C2 (ru) Сталь для мелющих шаров
RU2449045C1 (ru) Рельсовая сталь

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130513