[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2000219939A - Pearlitic rail with excellent wear resistance and surface damage resistance - Google Patents

Pearlitic rail with excellent wear resistance and surface damage resistance

Info

Publication number
JP2000219939A
JP2000219939A JP11024210A JP2421099A JP2000219939A JP 2000219939 A JP2000219939 A JP 2000219939A JP 11024210 A JP11024210 A JP 11024210A JP 2421099 A JP2421099 A JP 2421099A JP 2000219939 A JP2000219939 A JP 2000219939A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rail
pearlite structure
steel
pearlite
resistance
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Withdrawn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
JP11024210A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaharu Ueda
正治 上田
Koichi Uchino
耕一 内野
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 JP11024210A priority Critical patent/JP2000219939A/en
Publication of JP2000219939A publication Critical patent/JP2000219939A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a high strength rail improved in wear resistance and surface damaging resistance required for heavy load railways by allowing it to have a compsn. contg. specified amounts of C, Si, Mn or the like and allowing at least a part thereof to have a pearlitic structure in which the value of 0.2% proof stress and total elongation is controlled to the specified one. SOLUTION: This steel rail is the one having a compsn. contg., by weight, >0.85 to 1.20% C, preferably contg. 0.10 to 1.00% Si and 0.10 to 1.50% Mn, moreover contg., at need, one or more kinds among 0.05 to 1.00% Cr, 0.01 to 0.20% Mo, 0.05 to 0.50% Cu, 0.05 to 1.00% Ni, 0.01 to 0.50% V, 0.002 to 0.050% Nb, 0.0001 to 0.0050% B, 0.0050 to 0.0300% Ti, 0.0010 to 0.0100% Mg, 0.0010 to 0.0150% Ca and 0.10 to 2.00% Co, and the balance iron with inevitable impurities, in which at least a part shows a pearlitic structure. In this pearlitic structure, 0.2% proof stress is controlled to 600 to 1200 MPa, and total elongation value is controlled to 7 to 12%.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、重荷重鉄道のレー
ルに要求される耐摩耗性、耐表面損傷性を向上させたパ
ーライト系レールに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pearlitic rail having improved abrasion resistance and surface damage resistance required for rails of heavy load railways.

【0002】[0002]

【従来の技術】海外の重荷重鉄道では、鉄道輸送の高効
率化の手段として、列車速度の向上や列車積載重量の増
加が図られている。このような鉄道輸送の効率化はレー
ル使用環境の過酷化を意味し、レール材質の一層の改善
が要求されるに至っている。具体的には、曲線区間に敷
設されたレールでは、G.C.(ゲージ・コーナー)部や
頭側部の摩耗が急激に増加し、レールの使用寿命の点で
問題視されるようになった。
2. Description of the Related Art Overseas heavy-load railways have been designed to increase the speed of trains and increase the weight of trains as means for increasing the efficiency of rail transportation. Such an increase in the efficiency of rail transportation implies a severer use environment for rails, and further improvements in rail materials have been required. Specifically, wear on the GC (gauge corner) and head sides of the rails laid in the curved section sharply increases, and this has become a problem in terms of the service life of the rails. Was.

【0003】しかしながら、最近の高強度化熱処理技術
の進歩により、共析炭素鋼を用いた微細パーライト組織
を呈した下記に示すような高強度(高硬度)レールが発
明され、重荷重鉄道の曲線区間のレール寿命を飛躍的に
改善してきた。 頭部がソルバイト組織、または、微細なパーライト組
織の超大荷重用の熱処理レール(特公昭54−2549
0号公報)。 圧延終了後あるいは、再加熱したレール頭部をオース
テナイト域温度から850〜500℃間を1〜4℃/sec
で加速冷却する130kgf/mm2 以上の高強度レールの製
造法(特許第1597914号)。これらのレールの特
徴は、共析炭素含有鋼(炭素量:0.7〜0.8%)に
よる微細パーライト組織を呈する高強度レールであり、
その目的とするところは、パーライト組織中のラメラ間
隔を微細化し、耐摩耗性を向上させるところにあった。
However, with the recent progress in heat treatment technology for increasing the strength, a high-strength (high-hardness) rail having a fine pearlite structure using eutectoid carbon steel as shown below has been invented. The rail life of the section has been dramatically improved. Heat treatment rail for ultra-high load with sorbite head or fine pearlite head (Japanese Patent Publication No. 54-2549)
No. 0). After the end of rolling or after reheating the rail head from the austenitic zone temperature to 850-500 ° C, 1-4 ° C / sec.
Method for manufacturing high-strength rails of 130 kgf / mm 2 or more, accelerated by cooling (Patent No. 1597914). The features of these rails are high-strength rails exhibiting a fine pearlite structure by eutectoid carbon-containing steel (carbon content: 0.7 to 0.8%),
The purpose was to reduce the lamellar spacing in the pearlite structure and improve the wear resistance.

【0004】しかし、近年海外の重荷重鉄道ではより一
層の鉄道輸送の高効率化のために、貨物の高積載化を強
力に進めており、特に急曲線のレールでは上記開発のレ
ールを用いてもG.C.部や頭側部の耐摩耗性が十分確保
できず、摩耗によるレール寿命の低下が問題となってき
た。このような背景から、現状の共析炭素鋼の高強度レ
ール以上の耐摩耗性を有するレールの開発が求められる
ようになってきた。
[0004] However, in recent years, heavy load railways overseas have been strongly promoting the loading of cargo in order to further increase the efficiency of rail transportation, and particularly in the case of sharply curved rails, using the rails developed above. However, the wear resistance of the GC section and the head side cannot be sufficiently ensured, and the reduction of the rail life due to the wear has become a problem. Against this background, the development of rails having wear resistance higher than that of the current high-strength eutectoid carbon steel rails has been required.

【0005】これらの問題を解決するため、本発明者ら
は下記に示すようなレールを開発した。 過共析鋼(C:0.85超〜1.20%)を用いて、
パーライト組織中のラメラ中のセメンタイト密度を増加
させた耐摩耗性に優れたレール(特開平8−14406
1号公報) 過共析鋼(C:0.85超〜1.20%)を用いて、
パーライト組織中のラメラ中のセメンタイト密度を増加
させ、同時に、硬さを制御した耐摩耗性に優れたレール
(特開平8−246100号公報)
[0005] In order to solve these problems, the present inventors have developed the following rails. Using hypereutectoid steel (C: more than 0.85 to 1.20%),
A rail with excellent wear resistance in which the density of cementite in the lamella in the pearlite structure is increased (Japanese Patent Laid-Open No. 8-14406)
No. 1) Using hypereutectoid steel (C: more than 0.85 to 1.20%),
Rails with increased cementite density in lamellae in the pearlite structure, and at the same time, with controlled hardness and excellent wear resistance (JP-A-8-246100)

【0006】これらのレールの特徴は、鋼の炭素量を増
加し、パーライトラメラ中の耐摩耗性に優れたセメタイ
ト相の密度を増加させ、さらに、硬さを制御することに
よりパーライト組織の耐摩耗性を向上させるものであっ
た。しかし、これらの過共析鋼を用いたパーライト組織
のレールでは、耐摩耗性の向上は図れるものの、曲線区
間に敷設されたレールにおいては、車輪との繰り返し接
触により、接触面圧や接線力の大きいレール頭部のG.
C.部や頭側部にきしみ割れやフレーキングといった表
面損傷の発生が散見されるようになり、これらの損傷に
対する対策が求められていた。
The features of these rails are that the carbon content of the steel is increased, the density of the highly wear-resistant semetite phase in the pearlite lamella is increased, and the hardness of the pearlite structure is controlled by controlling the hardness. Was to improve the properties. However, although rails with a pearlite structure using these hypereutectoid steels can improve wear resistance, rails laid in curved sections are subject to repeated contact with wheels, resulting in lower contact surface pressure and tangential force. Large rail head G.
Occurrence of surface damage such as creaking and flaking has been seen in the C. part and the head side part, and measures for these damages have been required.

【0007】そこで、本発明者らはレール鋼の耐摩耗性
を向上させ、同時に、これらの表面損傷を防止する方法
を検討した。まず、本発明者らは、過共析パーライト鋼
に発生するこれらの表面損傷の発生機構を解明した。そ
の結果、レール頭部のG.C.部や頭側部では、ころが
り面直下に大きな塑性変形帯が形成されており、この塑
性変形帯(メタルフロー)に沿ってき裂が発生している
ことを見出した。そこで、本発明者らはこの塑性変形帯
の形成とこれにともなって発生するき裂損傷を防止する
ため、これらの塑性変形帯の形成と材料の機械的性質の
関係を調査した。その結果、表面損傷の発生源である塑
性変形帯の形成は、鋼の0.2%耐力とよい相関があ
り、0.2%耐力をある一定範囲にすると、この塑性変
形領域が小さくなり、きしみ割れやフレーキングといっ
た表面き裂損傷の発生が著しく抑制されることを見出し
た。
Accordingly, the present inventors have studied a method for improving the wear resistance of rail steel and at the same time, preventing such surface damage. First, the present inventors elucidated the mechanism of these surface damages occurring in hypereutectoid pearlite steel. As a result, the G.I. C. It was found that a large plastic deformation zone was formed immediately below the rolling surface in the part and the head side part, and that cracks occurred along the plastic deformation zone (metal flow). Therefore, the present inventors investigated the relationship between the formation of these plastic deformation bands and the mechanical properties of the material in order to prevent the formation of these plastic deformation bands and the damage caused by the cracks. As a result, the formation of the plastic deformation zone, which is the source of surface damage, has a good correlation with the 0.2% proof stress of steel, and when the 0.2% proof stress is within a certain range, this plastic deformation region becomes smaller, It has been found that the occurrence of surface crack damage such as creaking and flaking is significantly suppressed.

【0008】さらに、本発明者らはこれらの塑性変形領
域から発生するきしみ割れやフレーキングといった表面
損傷の大きさと材料の機械的性質の関係を調査した。そ
の結果、これらの表面損傷の大きさは、鋼の全伸びとよ
い相関があり、全伸び値をある一定範囲にすると、表面
損傷のき裂の長さが小さくなり、きしみ割れやフレーキ
ングといった表面損傷の進展が著しく抑制されることを
見出した。
Further, the present inventors have investigated the relationship between the magnitude of surface damage such as creaking and flaking generated from these plastic deformation regions and the mechanical properties of the material. As a result, the magnitude of these surface damages has a good correlation with the total elongation of the steel, and when the total elongation value is within a certain range, the length of the cracks due to the surface damage becomes smaller, and creaking cracks and flaking occur. It was found that the development of surface damage was significantly suppressed.

【0009】以上の結果から、本発明者らは、レール鋼
の耐摩耗性を向上させ、同時に、これらの表面損傷の発
生を防止するため、鋼の炭素量を増加し、パーライトラ
メラ中の耐摩耗性に優れたセメタイト相の密度を増加さ
せ、同時に、0.2%耐力をある一定範囲とし、さら
に、全伸び値をある一定範囲とすることにより、耐摩耗
性が向上し、同時に、きしみ割れやフレーキングといっ
た表面損傷の発生、さらには、その進展が著しく抑制さ
れることを知見した。
[0009] From the above results, the present inventors increased the carbon content of the steel in order to improve the abrasion resistance of the rail steel and at the same time prevent the occurrence of such surface damage, thereby increasing the resistance of the steel in the pearlite lamella. By increasing the density of the cermetite phase, which has excellent wear properties, at the same time, keeping the 0.2% proof stress within a certain range and further increasing the total elongation value within a certain range, the wear resistance is improved, and at the same time, creaking It has been found that the occurrence of surface damage such as cracking and flaking, and furthermore, its progress is significantly suppressed.

【0010】すなわち本発明は、重荷重鉄道に要求され
る耐摩耗性、耐表面損傷性を向上させた高強度レールを
提供することを目的としたものである。
[0010] That is, an object of the present invention is to provide a high-strength rail with improved wear resistance and surface damage resistance required for heavy-load railways.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するものであって、その要旨とするところは、 (1) 重量%で、C :0.85%超〜1.20%以
下を含有し、必要に応じてさらに、Si:0.10〜
1.00%、Mn:0.10〜1.50%を含有し、少
なくとも一部がパーライト組織を呈する鋼レールであっ
て、前記パーライト組織の0.2%耐力が600〜12
00MPaであることを特徴とする耐摩耗性および耐表
面損傷性に優れたパーライト系レール。 (2) 重量%で、C :0.85%超〜1.20%以
下、Si:0.10〜1.00%、Mn:0.10〜
1.50%を含有して、さらに、 Cr:0.05〜1.00%、 Mo:0.01〜0.20%、 Cu:0.05〜0.50%、 Ni:0.05〜1.00%、 V :0.01〜0.50%、 Nb:0.002〜0.050%、 B :0.0001〜0.0050%、Ti:0.0050〜0.0300%、 Mg:0.0010〜0.0100%、Ca:0.0010〜0.0150% Co:0.10〜2.00% の1種または2種以上を含有し、残部が鉄および不可避
的不純物からなり、少なくとも一部がパーライト組織を
呈した鋼レールであって、前記パーライト組織の0.2
%耐力が600〜1200MPaであることを特徴とす
る耐摩耗性および耐表面損傷性に優れたパーライト系レ
ール。 (3) 重量%で、C:0.85%超〜1.20%以下
を含有して、必要に応じてさらに、 Si:0.10〜1.00%、 Mn:0.10〜1.50% 少なくとも一部がパーライト組織を呈する鋼レールであ
って、前記パーライト組織の0.2%耐力が600〜1
200MPa、全伸び値が7〜12%であることを特徴
とする耐摩耗性および耐表面損傷性に優れたパーライト
系レール。 (4) 重量%で、C :0.85%超〜1.20%以
下、Si:0.10〜1.00%、Mn:0.10〜
1.50%を含有して、さらに、 Cr:0.05〜1.00%、 Mo:0.01〜0.20%、 Cu:0.05〜0.50%、 Ni:0.05〜1.00%、 V :0.01〜0.50%、 Nb:0.002〜0.050%、 B :0.0001〜0.0050%、Ti:0.0050〜0.0300% Mg:0.0010〜0.0100%、Ca:0.0010〜0.0150% Co:0.10〜2.00% の1種または2種以上を含有し、残部が鉄および不可避
的不純物からなり、少なくとも一部がパーライト組織を
呈する鋼レールであって、前記パーライト組織の0.2
%耐力が600〜1200MPa、全伸び値が7〜12
%であることを特徴とする耐摩耗性および耐表面損傷性
に優れたパーライト系レール。 (5) 鋼レールの頭部コーナー部および頭頂部表面を
起点として少なくとも深さ20mmの範囲がパーライト
組織を呈することを特徴とする前記(1)〜(4)に記
載の耐摩耗性および耐表面損傷性に優れたパーライト系
レール。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention achieves the above object, and its gist is as follows: (1) By weight%, C: more than 0.85% to 1.20% or less. Containing, if necessary, Si: 0.10 to 0.10
A steel rail containing 1.00% and Mn: 0.10 to 1.50%, at least a part of which exhibits a pearlite structure, wherein the pearlite structure has a 0.2% proof stress of 600 to 12.
A pearlite-type rail excellent in wear resistance and surface damage resistance, which is characterized by being 00 MPa. (2) In weight%, C: more than 0.85% to 1.20% or less, Si: 0.10 to 1.00%, Mn: 0.10 to 0.10%
1.50%, Cr: 0.05 to 1.00%, Mo: 0.01 to 0.20%, Cu: 0.05 to 0.50%, Ni: 0.05 to 1.00%, V: 0.01 to 0.50%, Nb: 0.002 to 0.050%, B: 0.0001 to 0.0050%, Ti: 0.0050 to 0.0300%, Mg : 0.0010 to 0.0100%, Ca: 0.0010 to 0.0150%, Co: 0.10 to 2.00%, and the balance consists of iron and inevitable impurities. A steel rail having a pearlite structure at least partially, wherein 0.2% of the pearlite structure
A pearlitic rail having excellent wear resistance and surface damage resistance, characterized in that the% proof stress is 600 to 1200 MPa. (3) C: contains more than 0.85% to 1.20% or less by weight, and further contains Si: 0.10 to 1.00% and Mn: 0.10 to 1. 50% At least a part is a steel rail exhibiting a pearlite structure, and the 0.2% proof stress of the pearlite structure is 600 to 1%.
A pearlitic rail excellent in wear resistance and surface damage resistance, characterized in that it has 200 MPa and a total elongation of 7 to 12%. (4) In weight%, C: more than 0.85% to 1.20% or less, Si: 0.10 to 1.00%, Mn: 0.10 to 0.10%
1.50%, Cr: 0.05 to 1.00%, Mo: 0.01 to 0.20%, Cu: 0.05 to 0.50%, Ni: 0.05 to 1.00%, V: 0.01 to 0.50%, Nb: 0.002 to 0.050%, B: 0.0001 to 0.0050%, Ti: 0.0050 to 0.0300% Mg: 0.0010 to 0.0100%, Ca: 0.0010 to 0.0150%, Co: 0.10 to 2.00%, the balance being iron and unavoidable impurities, A steel rail having at least a part having a pearlite structure, wherein the steel rail has a pearlite structure of 0.2%.
% Yield strength is 600 to 1200 MPa, and total elongation value is 7 to 12
%, A pearlitic rail having excellent wear resistance and surface damage resistance. (5) The wear resistance and surface resistance described in (1) to (4) above, wherein at least a range of a depth of 20 mm from the head corner portion and the top surface of the steel rail exhibits a pearlite structure. Pearlitic rail with excellent damageability.

【0012】[0012]

【発明の実施の態様】以下、本発明について詳細に説明
する。上記本発明(1)〜(7)において、化学成分、
パーライト組織の範囲および0.2%耐力、全伸び値を
上記請求範囲に限定した理由について詳細に説明する。 (1)レール鋼の化学成分 まず、本発明においてレールの化学成分を上記のように
限定した理由について説明する。Cは、パーライト変態
を促進させて、かつ、耐摩耗性を確保する重要な元素で
あり、通常のレール鋼としてはC量0.60〜0.85
%が添加されているが、C量0.85%以下では耐摩耗
性の向上を図るためのパーライト組織中のセメンタイト
相の密度が確保できず、さらに、レール頭部内部に疲労
損傷の起点となる粒界フェライトが生成し易くなり、レ
ール寿命が低下する。また、C量が1.20%を超える
と、パーライト組織中のセメンタイト相の密度が増加
し、パーライト組織の延性が低下し、ころがり面にスポ
ーリングと呼ばれる剥離損傷が発生し易くなり耐表面損
傷性が劣化する。さらに、成分系によっては、パーライ
ト組織中に初析セメンタイト組織が生成し、レールの靱
性や延性が大きく低下するため、C量を0.85超〜
1.20%に限定した。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail. In the present invention (1) to (7), the chemical components
The reason for limiting the range of the pearlite structure, the 0.2% proof stress, and the total elongation value to the above-described claims will be described in detail. (1) Chemical Composition of Rail Steel First, the reason for limiting the chemical composition of the rail in the present invention as described above will be described. C is an important element that promotes pearlite transformation and secures abrasion resistance. As a normal rail steel, the C content is 0.60 to 0.85.
However, if the C content is 0.85% or less, the density of the cementite phase in the pearlite structure for improving the wear resistance cannot be ensured, and furthermore, the starting point of the fatigue damage inside the rail head is reduced. Grain boundary ferrite is likely to be generated, and the rail life is shortened. On the other hand, when the C content exceeds 1.20%, the density of the cementite phase in the pearlite structure increases, the ductility of the pearlite structure decreases, and peeling damage called spalling tends to occur on the rolling surface, resulting in surface damage resistance. The property is deteriorated. Further, depending on the component system, a proeutectoid cementite structure is generated in the pearlite structure, and the toughness and ductility of the rail are greatly reduced.
Limited to 1.20%.

【0013】通常さらに、下記条件でSiおよびMnを
含有させる。Siは、パーライト組織中のフェライト相
への固溶体硬化によりレール頭部の硬度(強度)を上昇
させる元素であるが、0.10%未満ではその効果が十
分に期待できず、また、1.00%を超えると、熱間圧
延時に表面疵が多く生成することや、酸化物の生成によ
り溶接性が低下するため、Si量を0.10〜1.00
%に限定した。
Usually, Si and Mn are further contained under the following conditions. Si is an element that increases the hardness (strength) of the rail head by solid solution hardening into the ferrite phase in the pearlite structure. However, if it is less than 0.10%, the effect cannot be expected sufficiently, and 1.00 is not obtained. %, A large number of surface flaws are generated during hot rolling, and weldability is reduced due to generation of oxides.
%.

【0014】Mnは、パーライト変態温度を低下させ、
焼き入れ性を高めることによって高強度化に寄与し、さ
らに、初析セメンタイト組織の生成を抑制する元素であ
るが、0.10%未満の含有量ではその効果が小さく、
レール頭部に必要とされる硬さの確保が困難となる。ま
た、1.50%を超えると、焼入性が著しく増加し、マ
ルテンサイト組織が生成し易くなることや、偏析が助長
され、偏析部にレールの靭性に有害な初析セメンタイト
組織が生成し易くなるため、Mn量を0.10〜1.5
0%に限定した。
Mn lowers the pearlite transformation temperature,
It is an element that contributes to high strength by improving hardenability and further suppresses the formation of a proeutectoid cementite structure. However, its effect is small when the content is less than 0.10%,
It is difficult to secure the required hardness of the rail head. If the content exceeds 1.50%, the hardenability is remarkably increased, a martensite structure is easily formed, segregation is promoted, and a pro-eutectoid cementite structure harmful to rail toughness is formed in the segregated portion. Mn amount is 0.10 to 1.5
Limited to 0%.

【0015】また、上記の成分組成で製造されるレール
は強度、延性、靭性を向上させる目的で以下の元素を必
要に応じて1種類または2種以上を添加する。 Cr:0.05〜1.00%、 Mo:0.01〜0.20%、 Cu:0.05〜0.50% Ni:0.05〜1.00%、 V :0.01〜0.50%、 Nb:0.002〜0.050%、 B :0.0001〜0.0050%、Ti:0.0050〜0.0300%、 Mg:0.0010〜0.0100%、Ca:0.0010〜0.0150%、 Co:0.10〜2.00%
Further, one or more of the following elements may be added to the rail manufactured with the above-mentioned composition as required for the purpose of improving strength, ductility and toughness. Cr: 0.05 to 1.00%, Mo: 0.01 to 0.20%, Cu: 0.05 to 0.50% Ni: 0.05 to 1.00%, V: 0.01 to 0 .50%, Nb: 0.002 to 0.050%, B: 0.0001 to 0.0050%, Ti: 0.0050 to 0.0300%, Mg: 0.0010 to 0.0100%, Ca: 0.0010 to 0.0150%, Co: 0.10 to 2.00%

【0016】次に、これらの化学成分の上記のように定
めた理由について説明する。Crは、パーライトの平衡
変態点を上昇させ、結果としてパーライト組織を微細に
して高強度化に寄与すると同時に、パーライト組織中の
セメンタイト相を強化することによって耐摩耗性を向上
させる元素であるが、0.05%未満ではその効果が小
さく、1.00%を超える過剰な添加を行うと、マルテ
ンサイト組織が多量に生成し、レールの靱性を低下させ
るため、Cr量を0.05〜1.00%に限定した。
Next, the reasons for defining these chemical components as described above will be described. Cr is an element that raises the equilibrium transformation point of pearlite and consequently refines the pearlite structure to contribute to high strength, and at the same time, enhances the wear resistance by strengthening the cementite phase in the pearlite structure, If it is less than 0.05%, the effect is small, and if it is added excessively exceeding 1.00%, a large amount of martensite structure is generated and the toughness of the rail is reduced. Limited to 00%.

【0017】Moは、Cr同様パーライトの平衡変態点
を上昇させ、結果としてパーライト組織を微細にするこ
とにより高強度化に寄与し、耐摩耗性を向上させる元素
であるが、0.01%未満ではその効果が小さく、0.
20%を超える過剰な添加を行うと、偏析が助長され、
さらに、パーライト変態速度が低下し、偏析部にマルテ
ンサイト組織が生成し、レールの靱性が低下するため、
Mo量を0.01〜0.20%に限定した。
Mo is an element which raises the equilibrium transformation point of pearlite like Cr and consequently makes the pearlite structure finer, thereby contributing to higher strength and improving wear resistance, but less than 0.01%. The effect is small.
Excessive addition exceeding 20% promotes segregation,
Further, the pearlite transformation rate decreases, a martensite structure is generated in the segregated part, and the toughness of the rail decreases,
The amount of Mo was limited to 0.01 to 0.20%.

【0018】Cuは、パーライト鋼の靭性を損なわず強
度を向上させる元素であり、その効果は0.05〜0.
50%の範囲で最も大きく、また、0.50%を超える
と赤熱脆化を生じやすくなることから、Cu量を0.0
5〜0.50%に限定した。
Cu is an element for improving the strength without impairing the toughness of the pearlite steel, and its effect is 0.05 to 0.1.
The largest amount is in the range of 50%, and if it exceeds 0.50%, red heat embrittlement is likely to occur.
Limited to 5 to 0.50%.

【0019】Niは、パーライト鋼の延性と靭性を向上
させ、同時に、固溶強化によりパーライト鋼の高強度化
を図る元素であるが、0.05%未満ではその効果が著
しく小さく、また、1.00%を超える過剰な添加を行
ってもそれ以上の効果が期待できない。したがって、N
i量を0.05〜1.00%に限定した。
Ni is an element that improves the ductility and toughness of the pearlite steel and, at the same time, enhances the strength of the pearlite steel by solid solution strengthening. Even if excessive addition exceeding 0.000% is performed, no further effect can be expected. Therefore, N
The i amount was limited to 0.05 to 1.00%.

【0020】Vは、熱間圧延時の冷却課程で生成したV
炭化物、V窒化物による析出硬化で強度を高め、さら
に、高温度に加熱する熱処理が行われる際に結晶粒の成
長を抑制する作用によりオーステナイト粒を微細化さ
せ、パーライト組織の強度、延性および靭性を向上させ
るのに有効な成分であるが、0.01%未満ではその効
果が十分に期待できず、0.50%を超えて添加しても
それ以上の効果が期待できないことから、V量を0.0
1〜0.50%に限定した。
V is V generated during the cooling process during hot rolling.
Increases strength by precipitation hardening with carbides and V-nitrides, and further refines austenite grains by the action of suppressing the growth of crystal grains when heat treatment is performed at a high temperature, resulting in the strength, ductility and toughness of pearlite structure. Is an effective component for improving the V content, but if it is less than 0.01%, its effect cannot be expected sufficiently, and if it exceeds 0.50%, no further effect can be expected. 0.0
Limited to 1 to 0.50%.

【0021】NbはVと同様にNb炭化物、Nb窒化物
による析出硬化で強度を高め、さらに、高温度に加熱す
る熱処理が行われる際に結晶粒の成長を抑制する作用に
よりオーステナイト粒を微細化させ、そのオーステナイ
ト粒成長抑制効果はVよりも高温度域(1200℃近
傍)まで作用し、パーライト組織の延性と靭性を改善す
る。その効果は、0.002%未満では期待できず、ま
た、0.050%を超える過剰な添加を行ってもそれ以
上の効果が期待できない。したがって、Nb量を0.0
02〜0.050%に限定した。
Like V, Nb increases the strength by precipitation hardening with Nb carbide and Nb nitride, and further reduces the size of austenite grains by the action of suppressing the growth of crystal grains during heat treatment at a high temperature. The effect of suppressing austenite grain growth acts up to a temperature range higher than V (around 1200 ° C.), and improves the ductility and toughness of the pearlite structure. The effect cannot be expected if it is less than 0.002%, and no further effect can be expected even if an excessive addition exceeding 0.050% is performed. Therefore, the Nb amount is set to 0.0
It was limited to 02 to 0.050%.

【0022】Bは鉄の炭ほう化物(Fe23(CB)6
を形成し、パーライト変態を促進効果により、結果とし
て、パーライト変態温度の冷却速度依存性を低減させ、
レール頭表面から内部までより均一な硬度分布を付与す
る元素であるが、0.0001%未満の含有量ではその
効果が全くなく、また、0.0050%を超えて添加す
ると、粗大な鉄の炭ほう化物が生成し、延性や靱性の低
下を招くことから、B量を0.0001〜0.0050
%に限定した。
B is iron boride (Fe 23 (CB) 6 )
Forming a pearlite transformation, thereby reducing the cooling rate dependency of the pearlite transformation temperature,
It is an element that gives a more uniform hardness distribution from the rail head surface to the inside, but its effect is completely absent at a content of less than 0.0001%. Since a carbon boride is generated and causes a decrease in ductility and toughness, the amount of B is set to 0.0001 to 0.0050.
%.

【0023】Tiは鋼中の過剰な窒素を窒化物(Ti
N)として析出させ、同時に、Bの窒化物(BN)の析
出を抑制し、結果として、鉄の炭ほう化物(Fe23(C
B)6)を優先的に生成させ、パーライト変態を促進さ
せる元素であるが、0.0050%未満の含有量では、
窒化物を形成するには十分でなく、また、0.0300
%を超えて添加すると、粗大な窒化物(TiN)や炭化
物(TiC)が生成し、レールの延性や靱性が低下する
と同時に、レール使用中の疲労損傷の起点となりやすい
ため、Ti量を0.0050〜0.0300%に限定し
た。
[0023] Ti is a method for converting excess nitrogen in steel into nitride (Ti
N), and at the same time, the precipitation of B nitride (BN) is suppressed, and as a result, iron boride (Fe 23 (C 23
B) An element that preferentially produces 6 ) and promotes pearlite transformation, but if the content is less than 0.0050%,
Not enough to form nitrides and 0.0300
%, Coarse nitrides (TiN) and carbides (TiC) are generated, which lowers the ductility and toughness of the rails and, at the same time, tends to be a starting point for fatigue damage during use of the rails. 0050 to 0.0300%.

【0024】Mgは、O、または、SやAl等と結合し
て微細な酸化物を形成し、レール圧延時の再加熱におい
て、結晶粒の粒成長を抑制し、オーステナイト粒の微細
化を図り、パーライト組織の延性や靭性を向上させるの
に有効な元素である。さらに、MgO、MgSがMnS
を微細に分散させ、MnSの周囲にMnの希薄帯を形成
し、パーライト変態の生成に寄与し、その結果、パーラ
イトブロックサイズを微細化することにより、パーライ
ト組織の延性や靭性を向上させるのに有効な元素であ
る。しかし、0.0010%未満ではその効果は弱く、
0.0100%を超えて添加するとMgの粗大酸化物が
生成してレール延性や靭性を劣化させるため、Mg量を
0.0010〜0.0100%に限定した。
Mg combines with O or S or Al to form a fine oxide, and suppresses the growth of crystal grains and refines austenite grains during reheating during rail rolling. Is an element effective for improving the ductility and toughness of the pearlite structure. Further, MgO and MgS are replaced with MnS
Is dispersed finely, and a thin band of Mn is formed around MnS, thereby contributing to the generation of pearlite transformation. As a result, by reducing the size of the pearlite block, it is possible to improve the ductility and toughness of the pearlite structure. It is an effective element. However, if less than 0.0010%, the effect is weak,
When added in excess of 0.0100%, a coarse oxide of Mg is formed to deteriorate the ductility and toughness of the rail. Therefore, the amount of Mg is limited to 0.0010 to 0.0100%.

【0025】Caは、Sとの結合力が強く、CaSとし
て硫化物を形成し、さらに、CaSがMnSを微細に分
散させ、MnSの周囲にMnの希薄帯を形成し、パーラ
イト変態の生成に寄与し、その結果、パーライトブロッ
クサイズを微細化することにより、パーライト組織の延
性や靭性を向上させるのに有効な元素である。しかし、
0.0010%未満ではその効果は弱く、0.0150
%を超えて添加するとCaの粗大酸化物が生成してレー
ル延性や靭性を劣化させるため、Ca量を0.0010
〜0.0150%に限定した。
Ca has a strong bonding force with S and forms a sulfide as CaS. Further, CaS finely disperses MnS, forms a dilute band of Mn around MnS, and forms pearlite transformation. It contributes, and as a result, is an element effective for improving the ductility and toughness of the pearlite structure by reducing the pearlite block size. But,
If less than 0.0010%, the effect is weak, and 0.0150
%, A coarse oxide of Ca is formed to deteriorate the ductility and toughness of the rail.
It was limited to ~ 0.0150%.

【0026】Coはパーライトの変態エネルギーを増加
させて、パーライト組織を微細にすることにより強度を
向上させる元素であるが、0.10%未満ではその効果
が期待できず、また、2.00%を超える過剰な添加を
行ってもその効果が飽和域に達してしまうため、Co量
を0.10〜2.00%に限定した。
Co is an element that increases the transformation energy of pearlite to improve the strength by making the pearlite structure finer. If less than 0.10%, the effect cannot be expected, and 2.00%. However, the effect reaches the saturation range even if an excessive amount of addition is performed, so the Co content is limited to 0.10 to 2.00%.

【0027】上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・分塊法あるいは連続鋳造法、
さらに熱間圧延を経てレールとして製造される。次に、
この熱間圧延した高温度の熱を保有するレール、あるい
は熱処理する目的で高温に再加熱されたレールの少なく
とも頭部に熱処理を施すことにより、レール頭部に硬さ
の高いパーライト組織を安定的に生成させることが可能
となる。
The rail steel having the above-mentioned composition is melted in a commonly used melting furnace such as a converter or an electric furnace, and the molten steel is subjected to an ingot-bulking method or a continuous casting method.
Further, it is manufactured as a rail through hot rolling. next,
By applying a heat treatment to at least the head of this hot-rolled rail that holds high-temperature heat or a rail that has been reheated to a high temperature for the purpose of heat treatment, a pearlite structure with high hardness can be stably applied to the rail head. Can be generated.

【0028】このように、レールの金属組織としてはパ
ーライト組織であることが望ましいが、成分系、加速冷
却速度および素材の偏析状態によっては、パーライト組
織中に微量な初析フェライト組織や初析セメンタイト組
織が生成することがある。しかし、パーライト組織中に
これらの組織が微量に生成してもレールの耐摩耗性、耐
表面損傷性、さらには、強度、延性、靱性に大きな影響
をおよぼさないため、本パーライト系レールのパーライ
ト組織としては若干の初析フェライト組織および初析セ
メンタイト組織の混在も含んでいる。
As described above, it is desirable that the metal structure of the rail is a pearlite structure. However, depending on the component system, the accelerated cooling rate, and the segregation state of the material, a small amount of a proeutectoid ferrite structure or a proeutectoid cementite may be included in the pearlite structure. Tissue may be generated. However, even if traces of these structures are formed in the pearlite structure, they do not significantly affect the abrasion resistance, surface damage resistance, strength, ductility, and toughness of the rail. The pearlite structure includes a slight mixture of a proeutectoid ferrite structure and a proeutectoid cementite structure.

【0029】本願発明でいう少なくとも一部がパーライ
ト組織とは、レールの80%以上がパーライト組織であ
ることが望ましい。そしてパーライトとパーライト以外
の組織が微細に混在していても、またレールの頭部表面
近傍が実質パーライト組織でそれ以外の部分がパーライ
ト以外の組織であってもよい。
In the present invention, it is desirable that at least a part of the rail has a pearlite structure, and that at least 80% of the rail has a pearlite structure. And even if pearlite and a structure other than pearlite are finely mixed, the vicinity of the head surface of the rail may be a substantially pearlite structure and the other portion may be a structure other than pearlite.

【0030】(2)パーライト組織の範囲 パーライト組織の呈する望ましい範囲を、頭部コーナー
部および頭頂部の該頭部表面を起点として深さ20mm
の範囲に限定した理由について説明する。20mm未満
では、レール頭部に必要とされている耐摩耗性および耐
内部疲労損傷性領域としては小さく、摩耗の進行および
内部疲労損傷の発生により十分な寿命改善効果が得られ
ないためである。また、前記パーライト組織を呈する範
囲が頭部コーナー部および頭頂部の該頭部表面を起点と
して深さ30mm以上あれば、寿命改善効果がさらに増
し、より望ましい。
(2) Range of the pearlite structure The desired range of the pearlite structure is set to a depth of 20 mm starting from the head surface at the corner and the top of the head.
The reason for limiting to the range is described. If the thickness is less than 20 mm, the wear resistance and internal fatigue damage resistance area required for the rail head is small, and a sufficient life improvement effect cannot be obtained due to progress of wear and occurrence of internal fatigue damage. It is more desirable that the range in which the pearlite structure is present has a depth of 30 mm or more starting from the head surface at the corner and top of the head, thereby further increasing the life-improving effect.

【0031】ここで、図1に本発明の耐摩耗性、耐内部
疲労損傷性に優れたレールの頭部断面表面位置での呼称
および耐摩耗性が必要とされる領域を示す。レール頭部
において1は頭頂部、2は頭部コーナー部であり、頭部
コーナー部2の一方は車輪と主に接触するゲージコーナ
ー(G.C.)部である。
Here, FIG. 1 shows the nomenclature of the rail according to the present invention, which is excellent in wear resistance and internal fatigue damage resistance, at the surface position of the cross section of the head and the region where wear resistance is required. In the rail head, 1 is a crown, 2 is a head corner, and one of the head corners 2 is a gauge corner (GC) that mainly contacts the wheel.

【0032】(3)パーライト組織の0.2%耐力 パーライト組織の呈する範囲の0.2%耐力を、600
〜1200MPaの範囲に限定した理由を説明する。パ
ーライト組織の0.2%耐力が600MPa未満になる
と、車輪との接触によって発生するレール頭部のG.C.
部や頭側部でのころがり面直下の塑性変形領域が増加
し、曲線区間に敷設されたレールにおいては、車輪との
繰り返し接触により、塑性変形領域にきしみ割れやフレ
ーキングといった表面損傷の発生が増加する。さらに、
耐摩耗性が低下し、レールの摩耗寿命が大きく低下す
る。また、パーライト組織の0.2%耐力が1200M
Paを超えると、耐力の増加により、レール頭部での車
輪との接触領域(塑性変形領域)が著しく減少し、車輪
との局部的な接触による過大な面圧が発生し、スポーリ
ング等の剥離損傷が発生しやすくなるため、0.2%耐
力の範囲を600〜1200MPaの範囲に限定した。
なお、パーライト組織の0.2%耐力は、鋼の成分、熱
間圧延やその後の矯正等のレール製造条件で制御するこ
とができる。
(3) 0.2% proof stress of pearlite structure
The reason why the range is limited to the range of ~ 1200 MPa will be described. When the 0.2% proof stress of the pearlite structure is less than 600 MPa, the GC of the rail head generated by contact with the wheel is increased.
The plastic deformation area just below the rolling surface at the part and the head side part increases, and on the rail laid in the curved section, repeated contact with the wheel causes surface damage such as squeak cracking and flaking in the plastic deformation area. To increase. further,
The wear resistance is reduced and the wear life of the rail is greatly reduced. Further, the 0.2% proof stress of the pearlite structure is 1200M.
When the pressure exceeds Pa, the contact area (plastic deformation area) with the wheel at the rail head is significantly reduced due to an increase in proof stress, and excessive contact pressure due to local contact with the wheel occurs, causing spalling and the like. Since peeling damage is likely to occur, the range of 0.2% proof stress is limited to the range of 600 to 1200 MPa.
The 0.2% proof stress of the pearlite structure can be controlled by the composition of the steel and the rail manufacturing conditions such as hot rolling and subsequent straightening.

【0033】(4)パーライト組織の全伸び値 パーライト組織の呈する範囲の望ましい全伸び値を、7
〜12%の範囲に限定した理由を説明する。0.2%耐
力が上記限定範囲内で、パーライト組織の全伸び値が6
%以下になると、パーライト組織の延性が低下し、ころ
がり面にスポーリングと呼ばれ剥離損傷(表面損傷)が
発生しやすい。また、レールとして必要とされる延性を
確保することが困難となり、車両などから作用する過大
な衝撃力などにより、レール溶接継ぎ手部や母材などか
ら不安定破壊を発生しやすい。また、パーライト組織の
全伸び値が13%を超えると、延性の向上により、車輪
との接触によって発生するレール頭部のG.C.部や頭側
部でのころがり面直下の限界塑性変形量が増大し、耐摩
耗性の向上もとないその塑性変形領域が拡大する。その
結果、車輪との繰り返し接触により、塑性変形領域にき
しみ割れやフレーキングといった表面損傷が発生しやす
くなるため、全伸び値の範囲は6〜13%の範囲が好ま
しい。さらに、本発明のごとく全伸び値が7〜12%の
範囲であれば、実用上問題とはならない軽微な表面損傷
もほとんど発生せず、さらに十分な耐表面損傷性を得る
ことができる。なお、パーライト組織の全伸び値は、鋼
の成分や熱間圧延等のレール製造条件で制御することが
できる。
(4) Total elongation value of pearlite structure A desirable total elongation value in the range exhibited by the pearlite structure is 7
The reason for limiting the range to 12% will be described. When the 0.2% proof stress is within the above-mentioned limited range, the total elongation value of the pearlite structure is 6
% Or less, the ductility of the pearlite structure is reduced, and peeling damage (surface damage), which is called spalling, is likely to occur on the rolling surface. Further, it becomes difficult to secure the ductility required for the rail, and unstable fracture is likely to occur from a rail welding joint portion, a base material, or the like due to an excessive impact force applied from a vehicle or the like. When the total elongation value of the pearlite structure exceeds 13%, due to the improvement in ductility, the critical plastic deformation amount immediately below the rolling surface at the GC part or the head side part of the rail head caused by contact with the wheel. And the plastic deformation region where the wear resistance is not improved is expanded. As a result, due to repeated contact with the wheel, surface damage such as creaking and flaking is likely to occur in the plastic deformation region. Therefore, the total elongation value is preferably in the range of 6 to 13%. Furthermore, when the total elongation value is in the range of 7 to 12% as in the present invention, slight surface damage that does not pose a practical problem hardly occurs, and further sufficient surface damage resistance can be obtained. The total elongation value of the pearlite structure can be controlled by the steel composition and rail manufacturing conditions such as hot rolling.

【0034】[0034]

【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。表
1に本発明レール鋼の化学成分、ミクロ組織、引張試験
における0.2%耐力、全伸び値を示す。また、表1に
は図2に示す強制冷却条件下における西原式摩耗試験で
の70万回繰り返し後の摩耗量、図3に示すレール・車
輪の形状を1/4に縮尺加工した円盤試験片による水潤
滑ころがり疲労損傷試験結果を併記した。
Next, an embodiment of the present invention will be described. Table 1 shows the chemical composition, microstructure, 0.2% proof stress and total elongation of the rail steel of the present invention in a tensile test. Table 1 shows the amount of wear after 700,000 repetitions in the Nishihara type abrasion test under forced cooling conditions shown in FIG. 2, and disk test pieces obtained by reducing the rail and wheel shapes shown in FIG. The results of water-lubricated rolling fatigue damage test were also described.

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】表2に比較レール鋼の化学成分、ミクロ組
織、引張試験における0.2%耐力、全伸び値を示す。
また、表1には図2に示す強制冷却条件下における西原
式摩耗試験での70万回繰り返し後の摩耗量、図3に示
すレール・車輪の形状を1/4に縮尺加工した円盤試験
片による水潤滑ころがり疲労損傷試験結果を併記した。
Table 2 shows the chemical composition, microstructure, 0.2% proof stress and total elongation of the comparative rail steel in a tensile test.
Table 1 shows the amount of wear after 700,000 repetitions in the Nishihara type abrasion test under forced cooling conditions shown in FIG. 2, and disk test pieces obtained by reducing the rail and wheel shapes shown in FIG. The results of water-lubricated rolling fatigue damage test were also described.

【0037】[0037]

【表2】 [Table 2]

【0038】図4に本発明レール鋼と比較レール鋼(符
号:M〜O、共析炭素含有鋼)の0.2%耐力と摩耗量
の関係を示す。
FIG. 4 shows the relationship between the 0.2% proof stress and wear of the rail steel of the present invention and the comparative rail steel (symbols: M to O, eutectoid carbon-containing steel).

【0039】なお、レール鋼の構成は以下のとおりであ
る。 ・本発明レール鋼(12本) 符号A〜L 上記成分範囲で、該鋼レールの少なくとも一部がパーラ
イト組織を呈し、前記パーライト組織の0.2%耐力が
600〜1200MPaの範囲であることを特徴とする
耐摩耗性、耐表面損傷性に優れたパーライト系レール。
または、上記成分範囲で、該鋼レールの少なくとも一部
がパーライト組織を呈し、前記パーライト組織の0.2
%耐力が600〜1200MPa、全伸び値が7〜12
%の範囲であることを特徴とする耐摩耗性、耐表面損傷
性に優れたパーライト系レール。
The configuration of the rail steel is as follows. -Rail steel of the present invention (12) Symbols A to L Within the above component ranges, at least a part of the steel rail exhibits a pearlite structure, and the 0.2% proof stress of the pearlite structure is in a range of 600 to 1200 MPa. A pearlitic rail with excellent wear resistance and surface damage resistance.
Alternatively, within the above component range, at least a part of the steel rail exhibits a pearlite structure, and the steel rail has a pearlite structure of 0.2%.
% Yield strength is 600 to 1200 MPa, and total elongation value is 7 to 12
% Perlite rail with excellent wear resistance and surface damage resistance.

【0040】・比較レール鋼(6本) 符号M〜R 符号M〜O:化学成分が上記請求範囲外の共析炭素含有
鋼による比較レール鋼。 符号P :化学成分が上記請求範囲外の過共析炭素含
有鋼による比較レール鋼。 符号Q〜R:0.2%耐力が上記請求範囲外の過共析炭
素含有鋼による比較レール鋼。
Reference Rail Steel (6 pieces) Symbols M to R Symbols M to O: A comparative rail steel made of a eutectoid carbon-containing steel whose chemical composition is outside the above-mentioned claims. Reference symbol P: a comparative rail steel made of a hypereutectoid carbon-containing steel whose chemical composition is outside the above-mentioned claims. Symbols Q to R: Comparative rail steels made of hypereutectoid carbon-containing steels whose 0.2% proof stress is out of the above-mentioned claims.

【0041】引張試験条件は次のとおりとした。 試験機 :万能小型引張試験機 試験片形状:JIS4号相似 平行部長さ:25mm、平行部直径:6mm、 伸び測定評点間距離:21mm 引張速度 :10mm/min 試験温度 :常温(20℃)The conditions for the tensile test were as follows. Tester: Universal small tensile tester Test piece shape: Similar to JIS No. 4 Parallel part length: 25 mm, Parallel part diameter: 6 mm, Distance between elongation measurement evaluation points: 21 mm Tensile speed: 10 mm / min Test temperature: Room temperature (20 ° C.)

【0042】摩耗試験条件は次のとおりとした。 試験機 :西原式摩耗試験機 試験片形状:円盤状試験片(外径:30mm、厚さ:8mm) 試験荷重 :686N すべり率 :20% 相手材 :パーライト鋼(Hv390) 雰囲気 :大気中 冷却 :圧搾空気による強制冷却(流量:100Nl/min) 繰返し回数:70万回 ころがり疲労損傷試験条件は次のとおりとした。 ・試験機 :ころがり疲労損傷試験機 ・試験片形状:円盤状試験片 (外径:200mm、レール材断面形状:60Kレールの1/4モデル) ・試験荷重 :ラジアル荷重:1.5トン スラスト荷重:0.3トン ・雰囲気 :乾燥+水潤滑(60cc/min) ・回転数 :乾燥(0〜5000回) :100rpm 乾燥+水潤滑(5000回〜):300rpm ・繰返し回数:0〜5000回まで乾燥状態、その後水潤滑により300万回 または損傷発生まで、なお、試験中ころがり面に微小な割れや剥離(1〜2mm )が発生した場合は、その損傷が進展しない限り、300万回まで実験を継続し た。The wear test conditions were as follows. Testing machine: Nishihara type abrasion tester Shape of test piece: Disc-shaped test piece (outer diameter: 30 mm, thickness: 8 mm) Test load: 686 N Sliding rate: 20% Counterpart material: pearlite steel (Hv390) Atmosphere: Cooling in air: Forced cooling by compressed air (flow rate: 100 Nl / min) Number of repetitions: 700,000 times The rolling fatigue damage test conditions were as follows. -Testing machine: Rolling fatigue damage testing machine-Specimen shape: disk-shaped specimen (outer diameter: 200mm, rail material cross section: 1/4 model of 60K rail)-Test load: Radial load: 1.5 tons Thrust load : 0.3 ton ・ Atmosphere: Drying + water lubrication (60cc / min) ・ Rotation speed: Drying (0-5000 times): 100rpm Drying + water lubrication (5000 times-): 300rpm ・ Repetition number: 0-5000 times In the dry state, then 3 million times by water lubrication or until damage occurs. If a small crack or peeling (1-2 mm) occurs on the rolling surface during the test, test up to 3 million times as long as the damage does not progress. Was continued.

【0043】図4に示すように、本発明の0.2%耐力の
範囲内で、本発明レール鋼は、共析炭素含有の比較レー
ル鋼(符号:M〜O、共析炭素含有鋼)と比べて、炭素
量を高めることにより同一硬さにおいて摩耗量が少な
く、耐摩耗性が大きく向上している。
As shown in FIG. 4, within the range of 0.2% proof stress of the present invention, the rail steel of the present invention is a comparative rail steel containing eutectoid carbon (symbols: M to O, eutectoid carbon-containing steel). By increasing the carbon content, the amount of wear is small at the same hardness, and the wear resistance is greatly improved.

【0044】表1、2に示すように、本発明の0.2%耐
力の範囲内で、本発明レール鋼は、比較レール鋼(符
号:P)と比べて、過共析鋼においてC量を適切な範囲
に納めることにより、レールの靱性や延性に有害な初析
セメンタイト組織の生成させることなく、高い硬度のパ
ーライト組織を安定して得ることが可能となる。また、
本発明レール鋼は、比較レール鋼(符号:Q〜R)と比
べて、0.2%耐力を適切な範囲に納めることにより、
フレーキングやスポーリング損傷を防止することが可能
となり、耐表面損傷性が大きく向上する。
As shown in Tables 1 and 2, within the range of 0.2% proof stress of the present invention, the rail steel of the present invention has a higher carbon content in the hypereutectoid steel than the comparative rail steel (P: P). Within the appropriate range, a pearlite structure having a high hardness can be stably obtained without generating a proeutectoid cementite structure harmful to the toughness and ductility of the rail. Also,
Compared with the comparative rail steel (code: Q to R), the rail steel of the present invention has a 0.2% proof stress within an appropriate range,
Flaking and spalling damage can be prevented, and surface damage resistance is greatly improved.

【0045】[0045]

【発明の効果】このように本発明によれば、成分組成、
組織、0.2%耐力、さらには全伸び値を一定の条件範囲
とすることで、耐摩耗性および耐表面損傷性に優れたレ
ールを重荷重鉄道に提供することができる。
As described above, according to the present invention, the component composition,
By setting the structure, the 0.2% proof stress, and the total elongation value within a certain range, a rail having excellent wear resistance and surface damage resistance can be provided to a heavy-load railway.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】レール頭部断面表面位置の呼称を表示した図
面。
FIG. 1 is a drawing showing names of rail cross-sectional surface positions.

【図2】西原式摩耗試験機の概略図面。FIG. 2 is a schematic drawing of a Nishihara type abrasion tester.

【図3】ころがり疲労損傷試験機の概略図面。FIG. 3 is a schematic drawing of a rolling fatigue damage tester.

【図4】本発明レール鋼と比較レール鋼(符号:M〜
O、共析炭素含有鋼)の0.2%耐力と摩耗量の関係を
示した図面。
FIG. 4 shows a rail steel according to the present invention and a comparative rail steel (symbols: M to M).
FIG. 2 shows the relationship between the 0.2% proof stress and the wear amount of O, eutectoid carbon-containing steel).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:頭頂部 2:頭部コーナー部 3:レール試験片 4:相手材 5:レール円盤試験片 6:車輪試験片 7:モーター(レール側) 8:モーター(車輪側) 9:水潤滑装置 1: Top part 2: Head corner part 3: Rail test piece 4: Counterpart material 5: Rail disc test piece 6: Wheel test piece 7: Motor (rail side) 8: Motor (wheel side) 9: Water lubrication device

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 重量%で、 C :0.85%超〜1.20%以下 を含有し、少なくとも一部がパーライト組織を呈する鋼
レールであって、前記パーライト組織の0.2%耐力が
600〜1200MPaであることを特徴とする耐摩耗
性および耐表面損傷性に優れたパーライト系レール。
1. A steel rail comprising, by weight, C: more than 0.85% to 1.20% or less, and at least a part of the steel rail having a pearlite structure, wherein the pearlite structure has a 0.2% proof stress. A pearlite-based rail excellent in wear resistance and surface damage resistance, which is 600 to 1200 MPa.
【請求項2】 重量%で、 C :0.85%超〜1.20%以下、 Si:0.10〜1.00%、 Mn:0.10〜1.50% を含有し、少なくとも一部がパーライト組織を呈する鋼
レールであって、前記パーライト組織の0.2%耐力が
600〜1200MPaであることを特徴とする耐摩耗
性および耐表面損傷性に優れたパーライト系レール。
2. The composition contains, by weight%, C: more than 0.85% to 1.20% or less, Si: 0.10 to 1.00%, and Mn: 0.10 to 1.50%. A pearlitic rail having excellent wear resistance and surface damage resistance, wherein the steel rail has a pearlite structure, wherein the pearlite structure has a 0.2% proof stress of 600 to 1200 MPa.
【請求項3】 重量%で、 C :0.85%超〜1.20%以下、 Si:0.10〜1.00%、 Mn:0.10〜1.50% を含有して、さらに、 Cr:0.05〜1.00%、 Mo:0.01〜0.20%、 Cu:0.05〜0.50%、 Ni:0.05〜1.00%、 V :0.01〜0.50%、 Nb:0.002〜0.050%、 B :0.0001〜0.0050%、 Ti:0.0050〜0.0300%、 Mg:0.0010〜0.0100%、 Ca:0.0010〜0.0150% Co:0.10〜2.00% の1種または2種以上を含有し、残部が鉄および不可避
的不純物からなり、少なくとも一部がパーライト組織を
呈した鋼レールであって、前記パーライト組織の0.2
%耐力が600〜1200MPaであることを特徴とす
る耐摩耗性および耐表面損傷性に優れたパーライト系レ
ール。
3. The composition according to claim 1, further comprising: C: more than 0.85% to 1.20% or less, Si: 0.10 to 1.00%, and Mn: 0.10 to 1.50%. , Cr: 0.05 to 1.00%, Mo: 0.01 to 0.20%, Cu: 0.05 to 0.50%, Ni: 0.05 to 1.00%, V: 0.01 0.50%, Nb: 0.002 to 0.050%, B: 0.0001 to 0.0050%, Ti: 0.0050 to 0.0300%, Mg: 0.0010 to 0.0100%, Ca: 0.0010 to 0.0150%, Co: 0.10 to 2.00%, one or more of which contains iron and unavoidable impurities, at least a part of which has a pearlite structure. A steel rail comprising the pearlite structure of 0.2
A pearlitic rail having excellent wear resistance and surface damage resistance, characterized in that the% proof stress is 600 to 1200 MPa.
【請求項4】 重量%で、 C:0.85%超〜1.20%以下 を含有し、少なくとも一部がパーライト組織を呈する鋼
レールであって、前記パーライト組織の0.2%耐力が
600〜1200MPa、全伸び値が7〜12%である
ことを特徴とする耐摩耗性および耐表面損傷性に優れた
パーライト系レール。
4. A steel rail containing, by weight, C: more than 0.85% to 1.20% or less, at least a part of which exhibits a pearlite structure, wherein the pearlite structure has a 0.2% proof stress. A pearlitic rail excellent in abrasion resistance and surface damage resistance, characterized by having a total elongation value of 600 to 1200 MPa and a total elongation of 7 to 12%.
【請求項5】 重量%で、 C :0.85%超〜1.20%以下、 Si:0.10〜1.00%、 Mn:0.10〜1.50% を含有し、少なくとも一部がパーライト組織を呈する鋼
レールであって、前記パーライト組織の0.2%耐力が
600〜1200MPa、全伸び値が7〜12%である
ことを特徴とする耐摩耗性および耐表面損傷性に優れた
パーライト系レール。
5. The composition according to claim 1, wherein C: more than 0.85% to 1.20% or less, Si: 0.10 to 1.00%, and Mn: 0.10 to 1.50%. A steel rail having a pearlite structure in which the 0.2% proof stress of the pearlite structure is 600 to 1200 MPa and the total elongation value is 7 to 12%. Excellent perlite rail.
【請求項6】 重量%で、 C :0.85%超〜1.20%以下、 Si:0.10〜1.00%、 Mn:0.10〜1.50% を含有して、さらに、 Cr:0.05〜1.00%、 Mo:0.01〜0.20%、 Cu:0.05〜0.50%、 Ni:0.05〜1.00%、 V :0.01〜0.50%、 Nb:0.002〜0.050%、 B :0.0001〜0.0050%、 Ti:0.0050〜0.0300%、 Mg:0.0010〜0.0100%、 Ca:0.0010〜0.0150% Co:0.10〜2.00% の1種または2種以上を含有し、残部が鉄および不可避
的不純物からなり、少なくとも一部がパーライト組織を
呈する鋼レールであって、前記パーライト組織の0.2
%耐力が600〜1200MPa、全伸び値が7〜12
%であることを特徴とする耐摩耗性および耐表面損傷性
に優れたパーライト系レール。
6. In% by weight, C: more than 0.85% to 1.20% or less, Si: 0.10 to 1.00%, Mn: 0.10 to 1.50%, , Cr: 0.05 to 1.00%, Mo: 0.01 to 0.20%, Cu: 0.05 to 0.50%, Ni: 0.05 to 1.00%, V: 0.01 0.50%, Nb: 0.002 to 0.050%, B: 0.0001 to 0.0050%, Ti: 0.0050 to 0.0300%, Mg: 0.0010 to 0.0100%, Ca: 0.0010 to 0.0150% Co: 0.10 to 2.00%, one or more of which contains iron and inevitable impurities, and at least a part of which has a pearlite structure. A rail comprising 0.2 of said perlite structure;
% Yield strength is 600 to 1200 MPa, and total elongation value is 7 to 12
%, A pearlitic rail having excellent wear resistance and surface damage resistance.
【請求項7】 鋼レールの頭部コーナー部および頭頂部
表面を起点として少なくとも深さ20mmの範囲がパー
ライト組織を呈することを特徴とする請求項1〜請求項
6のいずれか1項に記載の耐摩耗性および耐表面損傷性
に優れたパーライト系レール。
7. The steel according to claim 1, wherein at least a region having a depth of 20 mm from the head corner and the top surface of the steel rail has a pearlite structure. Pearlitic rail with excellent wear resistance and surface damage resistance.
JP11024210A 1999-02-01 1999-02-01 Pearlitic rail with excellent wear resistance and surface damage resistance Withdrawn JP2000219939A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11024210A JP2000219939A (en) 1999-02-01 1999-02-01 Pearlitic rail with excellent wear resistance and surface damage resistance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11024210A JP2000219939A (en) 1999-02-01 1999-02-01 Pearlitic rail with excellent wear resistance and surface damage resistance

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000219939A true JP2000219939A (en) 2000-08-08

Family

ID=12131949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11024210A Withdrawn JP2000219939A (en) 1999-02-01 1999-02-01 Pearlitic rail with excellent wear resistance and surface damage resistance

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000219939A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8241442B2 (en) 2009-12-14 2012-08-14 Arcelormittal Investigacion Y Desarrollo, S.L. Method of making a hypereutectoid, head-hardened steel rail
EP2006406A4 (en) * 2006-03-16 2015-08-12 Jfe Steel Corp HIGH RESISTANCE PERLITE PROFILE HAVING EXCELLENT RESISTANCE TO DELAYED RUPTURE
WO2018174094A1 (en) 2017-03-21 2018-09-27 Jfeスチール株式会社 Method for producing rail
WO2018174095A1 (en) 2017-03-21 2018-09-27 Jfeスチール株式会社 Rail and method for producing same
CN109852873A (en) * 2019-04-09 2019-06-07 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 The composite brake beam steel of railway freight-car containing V and its manufacturing method with corrosion resisting property
CN111676423A (en) * 2020-06-28 2020-09-18 马鞍山钢铁股份有限公司 Steel for 12.9-grade large-size high-toughness wind power bolt and production method thereof
CN113373371A (en) * 2021-05-21 2021-09-10 包头钢铁(集团)有限责任公司 Super-high wear-resistance hypereutectoid pearlite steel rail material added with rare earth and nickel elements

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2006406A4 (en) * 2006-03-16 2015-08-12 Jfe Steel Corp HIGH RESISTANCE PERLITE PROFILE HAVING EXCELLENT RESISTANCE TO DELAYED RUPTURE
EP3072988A1 (en) * 2006-03-16 2016-09-28 JFE Steel Corporation High-strength pearlitic steel rail having excellent delayed fracture properties
US8241442B2 (en) 2009-12-14 2012-08-14 Arcelormittal Investigacion Y Desarrollo, S.L. Method of making a hypereutectoid, head-hardened steel rail
US8721807B2 (en) 2009-12-14 2014-05-13 Arcelormittal Investigacion Y Desarrollo, S.L. Hypereutectoid, head-hardened steel rail
US9512501B2 (en) 2009-12-14 2016-12-06 Arcelormittal Investigacion Y Desarrollo, S.L. Hypereutectoid-head steel rail
WO2018174095A1 (en) 2017-03-21 2018-09-27 Jfeスチール株式会社 Rail and method for producing same
WO2018174094A1 (en) 2017-03-21 2018-09-27 Jfeスチール株式会社 Method for producing rail
CN110352258A (en) * 2017-03-21 2019-10-18 杰富意钢铁株式会社 Track and its manufacturing method
US11111555B2 (en) 2017-03-21 2021-09-07 Jfe Steel Corporation Method for producing rail
CN109852873A (en) * 2019-04-09 2019-06-07 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 The composite brake beam steel of railway freight-car containing V and its manufacturing method with corrosion resisting property
CN111676423A (en) * 2020-06-28 2020-09-18 马鞍山钢铁股份有限公司 Steel for 12.9-grade large-size high-toughness wind power bolt and production method thereof
CN111676423B (en) * 2020-06-28 2021-12-14 马鞍山钢铁股份有限公司 Steel for 12.9-grade large-size high-toughness wind power bolt and production method thereof
CN113373371A (en) * 2021-05-21 2021-09-10 包头钢铁(集团)有限责任公司 Super-high wear-resistance hypereutectoid pearlite steel rail material added with rare earth and nickel elements

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3513427B2 (en) Pearlitic rail excellent in wear resistance and internal fatigue damage resistance, and method of manufacturing the same
JP3078461B2 (en) High wear-resistant perlite rail
JPH09316598A (en) Perlite rail with excellent wear resistance and weldability, and method of manufacturing the same
JPH08246100A (en) Perlite rail with excellent wear resistance and method for manufacturing the same
JP4949144B2 (en) Perlite rail excellent in surface damage resistance and wear resistance and method for producing the same
JP2003293086A (en) Pearlitic rail with excellent wear resistance and ductility
JP4598265B2 (en) Perlite rail and its manufacturing method
JP3631712B2 (en) Heat-treated pearlitic rail with excellent surface damage resistance and toughness, and its manufacturing method
JP2000226636A (en) Pearlitic rail excellent in wear resistance and internal fatigue damage resistance, and method of manufacturing the same
JP2000219939A (en) Pearlitic rail with excellent wear resistance and surface damage resistance
JPH10195601A (en) Pearlitic rail with excellent wear resistance and internal fatigue damage resistance, and its manufacturing method
JP2000199041A (en) Bainitic rail with excellent rolling fatigue resistance and internal fatigue damage resistance
JPH09111352A (en) Manufacturing method of perlite rail with excellent wear resistance
JP2002363702A (en) Low segregation pearlitic rail with excellent wear resistance and ductility
JPH08246101A (en) Perlite rail with excellent wear resistance and damage resistance and method for manufacturing the same
JP2000178690A (en) Pearlitic rail with excellent abrasion resistance and internal fatigue damage resistance, and method for producing the same
JP5053190B2 (en) Perlite rail with excellent wear resistance and ductility
JP2002363698A (en) Rail with excellent rolling fatigue damage resistance and abrasion resistance and method of manufacturing the same
JP2000226637A (en) Pearlitic rail excellent in wear resistance and internal fatigue damage resistance, and method of manufacturing the same
JP2003129182A (en) Pearlitic rail with excellent surface damage resistance and its manufacturing method
JPH06248347A (en) Manufacturing method of high strength rail with bainite structure and excellent surface damage resistance
JP2000008142A (en) Pearlitic rail with excellent resistance to internal fatigue damage and its manufacturing method
JP2001049393A (en) Tempered martensitic rail with excellent wear resistance and method of manufacturing the same
JP4408170B2 (en) Rail with excellent wear resistance and method for manufacturing the same
JP4828109B2 (en) Perlite steel rail

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20060404