JPS63134632A - レ−ルの熱処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、レール頭部断面が均質な微細パーライト組織
を有する高強度レールを製造する熱処理方法に関する。

（従来の技術） 近年、鉄道輸送は高軸荷重化、高速化を指向し、それに
ともなってレール頭部の摩耗や疲労が激しく、レールに
要求される特性も一層厳しさを増し、耐摩耗性や耐損傷
性などのよシ優れた高強度レベルのレールが要求される
ようになってきた。

とのような要求を満足し得るレールは、これまでの報告
から、微細なパーライト組織を有する鋼レールであって
、かかるレールは耐摩耗性や耐損傷性などの点でも優れ
た特性を示すことが知られている。

このような鋼レールには、 （、）　　特開昭５０−１４０３１６号公報に開示され
ているような、炭素鋼Ｋ　８１　、　Ｍｎ　、　Ｎｉ　
、　Ｃｒ　。

Ｍｏ　、　Ｔｉなどの元素を添加した成分系の圧延まま
の合金鋼レール、 （ｂ）　　特開昭５９−７４２２７号公報に開示される
特殊の合金成分を添加することなく、オーステナイト温
度域からある温度域まで噴霧水冷却と自然冷却のくシ返
し冷却によシ製造した熱処理レール、 （ｃ）　　特開昭５８−２２１２２９号公報に開示され
る合成冷却剤添加量、冷却液の温度と炭素およびマンガ
ン含量を制御して製造した熱処理レールなどがある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記した従来の何れのレールも以下に述
べる如き問題がある。

即ち、（＆）の合金元素を添加し、成分系を制御した圧
延ままのレールは、高価な合金元素を多量に使用するた
め、コスト高となる。（ｂ）のレールの場合は、・母−
ライト変態時での冷却停止（自然空冷ゾーン）は変態発
熱による復熱のため変態温度の上昇が生じ、強度を低下
する不都合がある。（ｃ）のレールの場合は冷却浴の温
度管理、合成剤添加量と炭素およびマンガン含量の制御
など各要因の適正管理が必要とされる。特に生産現場に
おいて浴温度と合成剤添加量の可変制御が敏速に対応で
きないため各種強度のレール製造には不都合である。

本発明は、高強度という特性のみならず、耐摩耗性、耐
損傷性などの緒特性を併せ有する、よシ優れた高強度レ
ールを安定して製造するととができる熱処理方法を提供
することを目的としたものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明の要旨は熱間圧延を終えあるいは熱処理する目的
で加熱された温度７００’Ｃ以上の熱を保有する高温照
レール頭部を、空気噴射冷却法と噴霧水冷却法とで交互
に冷却しながら、ノ４−ライト変態を完了させた後、任
意の冷却速度、冷媒で低温度まで冷却するレールの冷却
方法である。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明は、熱間圧延を終えあるいは熱処理する目的で加
熱された温度７００　’Ｃ以上の熱を保有する高温レー
ルの頭部を上述の条件に従って冷却する。

ここで冷却開始温度を７００℃以上とした理由は、気体
に比較し冷却能力の大きい噴霧水によって、レール頭部
表面下１０１ｉｉＥ以上でも噴霧水使用による冷却効果
が得られ硬質層が得られる必要な温度である。７００℃
以下の温度ではレールの表面近傍のみが冷却され、レー
ル頭部内部まで高硬質（強度）化することが困難である
。

また、７００℃以上の温度からの冷却は噴霧水と気体を
交互に噴射しなからノ９−ライト変態完了温度まで冷却
する。このようにして得られた鋼組織は微細パーライト
組織を呈して高強度、耐摩耗性などすぐれたレール頭部
が得られる。

しかしながら、この間噴霧水冷却法だけの場合は、過冷
却になシやすく、またレール表面のスケール有無によシ
冷却速度が大幅に違いベーナイトやマルテンサイト等の
組織を生成してしまう。したがってよシ安定した熱処理
を行うため、冷却速度の遅い気体冷却とを交互に行い冷
却する必要がある。一方、気体噴射のみの場合は、噴霧
水に比べ冷却速度がきわめて遅く、粗大化したパーライ
ト組織を呈し、レールに必要な諸性質を得ることができ
ない。このようにして冷却されパーライト変態を完了し
たレールは、さらに任意の冷却速度で低温度に冷却され
る。

上記のような本発明の熱処理方法によシ製造されたレー
ルは、頭部が微細ノ々−ライト組織を呈して高硬質（高
強度）化し、耐摩耗性などにすぐれたものが得られる。

（実施例） 次に本発明を実施例に基づいて説明する。

第１表に示す化学成分を含有した１３２ポンド／ヤード
のレールを本発明に従い温度８５０℃からノ母−ライト
変態完了まで噴霧水と空気による交互冷却を行い、続い
て放冷するレールの熱処理を施した。

得られたレール頭部断面硬度分布例を第１図のＡで示す
。熱処理中の冷却曲線例を第２図のＡに示す。

本発明の比較として、第１図Ｂに３５秒間連続噴霧水冷
却後、自然冷却をした場合のレール頭部断面硬度分布を
示すが、ＢはＡに比較して約５０の硬度差が生じ、変態
時の抜熱の重要性を示している。

第２図のＢに第１図のＢの熱処理中の冷却曲線を示す。

第２図のＣは高温度から連続して噴霧水冷却を実施した
場合の冷却曲線を示す。この曲線から明らかなように表
面温度が４００〜５００℃になると沸騰現象の変化によ
る冷却能力の急上昇のため急激な抜熱が行われ、レール
の表面近傍の温度は急降下する。この結果、ベーナイト
やマルテンサイト組織が生成しやすい。したがって噴霧
冷却のみの熱処理法では高強度レールの製造は著しく制
御が困難であることが判る。

（発明の効果） 本発明によれば、所望の全断面微細／４’−ラ゛イト組
織を有する高強度でかつ耐摩耗性及び耐損傷性に優れた
レールが高能率でしかも安定して得られるので、産業界
に稗益するところが極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明及び比較法により得られたレール頭部断
面硬度分布を示す、図、第２図は本発明及び比較法によ
るレール頭部熱処理中の冷却曲線を示す図である。 １・− 一°コ 本多小平　、１ １１．二 岸田正行１．ｃ′ ｊ邦山３ 、・１−Ｔ′ｌ 新部興治１ １’、”−１−、ｉ、１ 第１図 表面ハ゛らのｉ巨負亀ｍｍ ｉ襄（０Ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱間圧延を終え、あるいは熱処理する目的で加熱された
   温度７００℃以上の熱を保有する高温度レールの頭部を
   噴霧水冷却法と気体噴射冷却法とで交互に冷却しながら
   パーライト変態を完了させた後、任意の冷却速度で低温
   度まで冷却することを特徴とするレールの熱処理方法。