RU2457272C1 - Rail steel - Google Patents
Rail steel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2457272C1 RU2457272C1 RU2011106248/02A RU2011106248A RU2457272C1 RU 2457272 C1 RU2457272 C1 RU 2457272C1 RU 2011106248/02 A RU2011106248/02 A RU 2011106248/02A RU 2011106248 A RU2011106248 A RU 2011106248A RU 2457272 C1 RU2457272 C1 RU 2457272C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nitrogen
- steel
- impurities
- manganese
- vanadium
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к стали, используемой для изготовления железнодорожных рельсов.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to steel used for the manufacture of railway rails.
Известна рельсовая сталь [1], содержащая (в мас.%):Known rail steel [1], containing (in wt.%):
при этом примеси содержаться в следующих количествах: сера - не более 0,020%, фосфор - не более 0,025%, медь не более 0,20%.while the impurities are contained in the following amounts: sulfur - not more than 0.020%, phosphorus - not more than 0.025%, copper not more than 0.20%.
Существенным недостатком данной стали является наличие в структуре недеформирующихся и хрупкоразрушенных неметаллических включений из-за модифицирования стали кальцием.A significant drawback of this steel is the presence in the structure of non-deformable and brittle-fractured non-metallic inclusions due to the modification of steel with calcium.
Известна выбранная в качестве прототипа рельсовая сталь [2], содержащая (в мас.%):Known selected as a prototype rail steel [2], containing (in wt.%):
Существенным недостатком данной стали является низкая эксплуатационная стойкость, обусловленная пониженным комплексом физико-механических свойств.A significant disadvantage of this steel is its low operational stability, due to a reduced set of physical and mechanical properties.
Желаемым техническим результатом изобретения является повышение чистоты стали по неметаллическим включениям для обеспечения надежности и контактно-усталостной прочности рельсов.The desired technical result of the invention is to increase the purity of steel on non-metallic inclusions to ensure reliability and contact fatigue strength of rails.
Для достижения этого рельсовая сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, алюминий, азот, ванадий, хром, никель, железо и в качестве примесей серу, фосфор и медь, отличающаяся тем, что в ней дополнительно ограничено содержание кислорода при следующем соотношении компонентов (в мас.%):To achieve this, rail steel containing carbon, manganese, silicon, aluminum, nitrogen, vanadium, chromium, nickel, iron, and sulfur, phosphorus and copper as impurities, characterized in that it has an additional oxygen content in the following ratio of components (in wt.%):
при этом примеси содержатся в следующих количествах: сера - не более 0,020%, фосфор - не более 0,020%, медь не более 0,20%.while the impurities are contained in the following amounts: sulfur - not more than 0.020%, phosphorus - not more than 0.020%, copper not more than 0.20%.
Заявляемый химический состав стали подобран исходя из следующих предпосылок.The inventive chemical composition of the steel is selected based on the following premises.
Выбранное содержание углерода при установленном соотношении марганца, кремния и хрома обеспечивает повышение ударной вязкости, пластичности при сохранении твердости и прочности стали. Увеличение содержания углерода по сравнению с прототипом позволит дополнительно повысить контакно-усталостную прочность рельсов. Верхний предел содержания углерода установлен, исходя из того, что при увеличении его свыше 0,90% происходит резкое снижение показателей пластичности и ударной вязкости рельсовой стали.The selected carbon content with the established ratio of manganese, silicon and chromium provides an increase in impact strength, ductility while maintaining the hardness and strength of steel. The increase in carbon content compared with the prototype will further increase the contact-fatigue strength of the rails. The upper limit of the carbon content is set based on the fact that with an increase of more than 0.90% there is a sharp decrease in ductility and toughness of rail steel.
Концентрация кремния установлена для обеспечения сбалансированного уровня механических свойств рельсов, при этом снижение его концентрации менее 0,20% не обеспечивает требуемый уровень свойств, при повышении 0,40% возрастает вероятность образования неблагоприятной структуры.The silicon concentration was established to ensure a balanced level of the mechanical properties of the rails, while a decrease in its concentration of less than 0.20% does not provide the required level of properties, with an increase of 0.40%, the likelihood of formation of an unfavorable structure increases.
Концентрация хрома выбрана исходя из обеспечения высокого сопротивления износу и высоких прочностных свойств, при этом снижение концентрации хрома менее 0,40% не позволяет обеспечить требуемую стойкость рельсов в пути, а при повышении концентрации более 0,80% значительно возрастает стоимость стали при постоянных прочностных свойствах стали.The chromium concentration is selected on the basis of ensuring high wear resistance and high strength properties, while a decrease in chromium concentration of less than 0.40% does not allow to provide the required resistance of rails in the way, and with an increase in concentration of more than 0.80%, the cost of steel increases significantly with constant strength properties become.
Снижение содержания алюминия до 0,004% и кислорода менее 0,0020% обеспечивает повышение чистоты металла по неметаллическим включениям, приводит к уменьшению их размеров и количества. Содержание алюминия более 0,004% и кислорода более 0,0018% приводит к загрязнению стали строчками неметаллических включений больших размеров.A decrease in the aluminum content to 0.004% and oxygen less than 0.0020% provides an increase in the purity of the metal for non-metallic inclusions, leading to a decrease in their size and quantity. An aluminum content of more than 0.004% and oxygen of more than 0.0018% leads to steel contamination with lines of non-metallic inclusions of large sizes.
Концентрация марганца в выбранных пределах обеспечивает достаточную износостойкость рельсов. Марганец увеличивает устойчивость переохлажденного аустенита и при содержании не менее 0,85% обеспечивает образование дисперсного тонкопластинчатого перлита, имеющего хорошее сочетание прочности, пластичности и вязкости. Поскольку марганец смещает точку фазовых превращений к более низким температурам, дальнейшее увеличение его концентрации более 1,20% в стали с высоким содержанием углерода приводит к хрупкости рельсов.The concentration of manganese in the selected range provides sufficient wear resistance of the rails. Manganese increases the stability of supercooled austenite and at a content of at least 0.85% provides the formation of dispersed thin-plate perlite having a good combination of strength, ductility and viscosity. Since manganese shifts the phase transition point to lower temperatures, a further increase in its concentration of more than 1.20% in steel with a high carbon content leads to brittleness of rails.
Введение азота от 0,010 до 0,018 позволяет также повысить прочностные свойства рельсов и увеличить сопротивление хрупкому разрушению. Наличие ванадия при этом позволяет добиваться необходимой растворимости азота в соединениях. При наличии азота менее 0,010% невозможно обеспечить необходимое упрочнение стали, а при содержании азота более 0,018% приводит к получению нерастворившегося азота и возможного образования недопустимых пузырей в стали. Выбранное содержание и соотношение азота и ванадия обеспечивает получение требуемой ударной вязкости.The introduction of nitrogen from 0.010 to 0.018 can also improve the strength properties of rails and increase resistance to brittle fracture. The presence of vanadium in this case allows us to achieve the necessary solubility of nitrogen in the compounds. In the presence of nitrogen less than 0.010%, it is impossible to provide the necessary hardening of steel, and with a nitrogen content of more than 0.018%, insoluble nitrogen is obtained and possible formation of unacceptable bubbles in the steel. The selected content and ratio of nitrogen and vanadium provides the desired toughness.
Ограничение концентрации никеля до 0,20% связано с возможностью образования структурно-свободного феррита, имеющего низкую износостойкость.The limitation of the concentration of nickel to 0.20% is associated with the possibility of the formation of structurally free ferrite having low wear resistance.
Ограничение концентрации фосфора, серы и меди обусловлено улучшением качества поверхности готовой продукции после прокатки и повышения ее физико-механических свойств.The limitation of the concentration of phosphorus, sulfur and copper is due to an improvement in the surface quality of the finished product after rolling and an increase in its physical and mechanical properties.
Серия опытных плавок с заявляемым химическим составом была выплавлена в дуговых печах ДСП-100И7. Химический состав приведен в таблице 1. После разливки стали на МНЛЗ осуществляли прокатку железнодорожных рельсов типа Р65. После прокатки рельсов термообработка не проводилась. Результаты испытаний механических свойств в горячекатаном состоянии в сравнении с рельсовой сталью-прототипом (после объемной закалки в масле и отпуске) приведены в таблице 2. Таким образом, заявляемый химический состав с ограниченным содержанием кислорода обеспечивает повышение чистоты стали по неметаллическим включениям при обеспечении достаточно высокого уровня механических свойств рельсов в нетермоупрочненном состоянии, сопоставимом с уровнем механических свойств стали-прототипа в термоупрочненном состоянии.A series of experimental swimming trunks with the claimed chemical composition was smelted in DSP-100I7 arc furnaces. The chemical composition is shown in table 1. After casting the steel at the continuous casting machine, railway rails of the P65 type were rolled. After rolling the rails, heat treatment was not carried out. The test results of the mechanical properties in the hot-rolled state in comparison with the prototype rail steel (after bulk quenching in oil and tempering) are given in table 2. Thus, the claimed chemical composition with a limited oxygen content provides an increase in the purity of steel by non-metallic inclusions while ensuring a sufficiently high level mechanical properties of rails in a non-heat-strengthened state, comparable with the level of mechanical properties of steel-prototype in a heat-strengthened state.
Источники информацииInformation sources
1. RU 2292221 C1, C22C 38/461. RU 2292221 C1, C22C 38/46
2. Патент РФ №2131946, С22С 38/46.2. RF patent No. 2131946, C22C 38/46.
типproto
type of
ное удлинение, %Relative
elongation,%
сяnon-deforming
sya
ныеbrittle
ny
тип (закал
ка и отпуск)Proto
type (temper
ka and vacation)
Claims (1)
при этом примеси содержатся в следующих количествах, %: сера не более 0,020, фосфор не более 0,020, медь не более 0,20. Rail steel containing carbon, manganese, silicon, aluminum, nitrogen, vanadium, chromium, nickel, iron and sulfur, phosphorus and copper as impurities, characterized in that it additionally contains oxygen in the following ratio, wt.%:
the impurities are contained in the following amounts,%: sulfur, not more than 0.020, phosphorus, not more than 0.020, copper, not more than 0.20.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011106248/02A RU2457272C1 (en) | 2011-02-17 | 2011-02-17 | Rail steel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011106248/02A RU2457272C1 (en) | 2011-02-17 | 2011-02-17 | Rail steel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2457272C1 true RU2457272C1 (en) | 2012-07-27 |
Family
ID=46850715
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011106248/02A RU2457272C1 (en) | 2011-02-17 | 2011-02-17 | Rail steel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2457272C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1839687A3 (en) * | 1990-07-30 | 1993-12-30 | Berlington Nortern Rejlroad Ko | Rail, method for its manufacturing and method of its cooling inspection |
RU2197553C2 (en) * | 1999-02-22 | 2003-01-27 | Открытое акционерное общество "Кузнецкий металлургический комбинат" | Steel for railway road rails |
EP1493831A1 (en) * | 2002-04-05 | 2005-01-05 | Nippon Steel Corporation | Pealite based rail excellent in wear resistance and ductility and method for production thereof |
EP2006406A1 (en) * | 2006-03-16 | 2008-12-24 | JFE Steel Corporation | High-strength pearlite rail with excellent delayed-fracture resistance |
RU2400543C1 (en) * | 2006-07-24 | 2010-09-27 | Ниппон Стил Корпорейшн | Manufacturing method of pearlite rail with excellent wear resistance and ductility |
-
2011
- 2011-02-17 RU RU2011106248/02A patent/RU2457272C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1839687A3 (en) * | 1990-07-30 | 1993-12-30 | Berlington Nortern Rejlroad Ko | Rail, method for its manufacturing and method of its cooling inspection |
RU2197553C2 (en) * | 1999-02-22 | 2003-01-27 | Открытое акционерное общество "Кузнецкий металлургический комбинат" | Steel for railway road rails |
EP1493831A1 (en) * | 2002-04-05 | 2005-01-05 | Nippon Steel Corporation | Pealite based rail excellent in wear resistance and ductility and method for production thereof |
EP2006406A1 (en) * | 2006-03-16 | 2008-12-24 | JFE Steel Corporation | High-strength pearlite rail with excellent delayed-fracture resistance |
RU2400543C1 (en) * | 2006-07-24 | 2010-09-27 | Ниппон Стил Корпорейшн | Manufacturing method of pearlite rail with excellent wear resistance and ductility |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2899570C (en) | Thick, tough, high tensile strength steel plate and production method therefor | |
KR101379079B1 (en) | Lean duplex stainless steel | |
WO2018215600A1 (en) | High-strength, hot rolled abrasive wear resistant steel strip | |
RU2457272C1 (en) | Rail steel | |
RU2552794C2 (en) | Oil schedule cold-resistant pipe | |
RU2348735C2 (en) | Wheeled steel | |
KR102339890B1 (en) | Steel plate and method of producing same | |
RU2365667C1 (en) | Rail steel | |
US20190048447A1 (en) | High Strength Steel Alloy and Strip and Sheet Product Made Therefrom | |
RU2414520C1 (en) | Structure steel of high impact resilience at cryogenic temperature | |
RU2370565C2 (en) | STEEL FOR SCREW SPRINGS WITH DIAMETRE OF ROD 27-33 mm AND SPRING FABRICATED OUT OF THIS STEEL | |
RU2603404C1 (en) | Method for production of high-hardness wear-resistant sheet products | |
RU2368694C1 (en) | Rail steel | |
RU2440436C2 (en) | Steel | |
RU2410462C1 (en) | Rail steel | |
KR20230024381A (en) | wear resistant steel | |
RU2291221C1 (en) | Rail steel | |
RU2412274C1 (en) | Rail steel | |
RU2370566C2 (en) | STEEL WITH REDUCED HARDENABILITY FOR SCREW SPRINGS WITH DIAMETRE OF RODS 17-23 mm AND SPRING FABRICATED OUT OF IT | |
RU2340699C2 (en) | Steel for grinding balls | |
RU2426812C2 (en) | Rail steel | |
RU2291218C1 (en) | Rail steel | |
CN110923582A (en) | Carbon manganese chromium system hot-rolled ribbed steel bar with effective boron not less than 96% and preparation method thereof | |
RU2361007C1 (en) | Rail steel | |
RU2365666C1 (en) | Rail steel |