鋼軌窄范圍等溫熱處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋼軌余熱處理的冷卻技術(shù)，具體說，涉及一種鋼軌窄范圍等溫熱處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，鋼軌余熱處理主要采用柔介質(zhì)通過控制冷卻欠速淬火得到細珠光體組織，由于冷卻速度較低得不到非常細的組織，對淬透性差的鋼種淬火后硬度得不到有效提升，不能有效利用材料。
[0003]如圖1所示，是現(xiàn)有技術(shù)中材料的冷卻溫度-時間曲線圖。
[0004]AC3表示加熱時的上限溫度；AC1表示加熱時的下限溫度；PS表示珠光體轉(zhuǎn)變點溫度；BS表示貝氏體轉(zhuǎn)變點溫度。
[0005]國內(nèi)攀枝花鋼鐵公司、日本新日鐵公司都采用空氣進行余熱淬火。連續(xù)轉(zhuǎn)變余熱處理中冷卻強度受限制，對組織轉(zhuǎn)變達不到最大限度地控制冷卻，以獲得細小的片層間距，發(fā)揮材料的極限性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所解決的問題是提供一種鋼軌窄范圍等溫熱處理方法，利用等溫轉(zhuǎn)變曲線提供的信息，在熱處理初始階段采用強的冷卻速度使鋼軌達到TL溫度，然后控制鋼軌在TL到TH較窄的溫度范圍內(nèi)進行相對等溫轉(zhuǎn)變，獲得片層間距細小的珠光體組織，提高了鋼材性能。
[0007]技術(shù)方案包括:
[0008]一種鋼軌窄范圍等溫熱處理方法，包括:
[0009]鋼軌從成品機架出來后，通過采用水或霧等強冷卻介質(zhì)快速冷卻，使鋼軌軌頭的表面溫度降低到貝氏體轉(zhuǎn)變點溫度的下限溫度BS之上；
[0010]當內(nèi)鋼軌部熱量向外擴散，鋼軌表面溫度有限回升時，使用風或其他弱冷卻介質(zhì)控制冷卻強度，使鋼軌表面溫度保持在珠光體安全轉(zhuǎn)變的上限溫度PS之下；
[0011]鋼軌表面溫度在上限溫度TH、下限溫度TL之間波動，維持熱量平衡，使珠光體轉(zhuǎn)變由表面向內(nèi)部轉(zhuǎn)移，相對穩(wěn)定地進行等溫轉(zhuǎn)變；
[0012]在鋼軌表面溫度接近下限溫度TL時，脫離淬火機組，表面回溫到590±20°C進行自然空冷，直到室溫。
[0013]進一步:鋼軌軌頭的表面下限溫度TL = BS+20?50°C，即此時表面溫度TL比貝氏體轉(zhuǎn)變點溫度BS高20?50 °C。
[0014]進一步:表面上限溫度TH = PS-50?100°C，即此時鋼軌表面溫度TH比珠光體轉(zhuǎn)變點溫度PS低50?100°C。
[0015]進一步:在鋼軌表面溫度接近下限溫度TL時，在霧化噴嘴下反復冷卻-回溫，反復次數(shù)為100?200次。
[0016]本發(fā)明技術(shù)效果包括:
[0017]1、本發(fā)明利用等溫轉(zhuǎn)變曲線提供的信息，在熱處理初始階段采用強的冷卻速度使鋼軌達到TL溫度，然后控制鋼軌在TL到TH較窄的溫度范圍內(nèi)進行相對等溫轉(zhuǎn)變，獲得片層間距細小的珠光體組織，提高了鋼材性能。
[0018]2、本發(fā)明通過控制冷卻穩(wěn)定地得到晶粒細化的組織，避免了由于冷卻速度的變化所造成的組織異常，提高了鋼軌性能。本發(fā)明充分利用鋼軌余熱，利用等溫轉(zhuǎn)變原理控制相變進程，有效提高了鋼軌強度，降低了淬火鋼軌的成本，既增加效益，還可以充分提高鋼材的利用率，節(jié)約社會資源。
【附圖說明】
[0019]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中材料的冷卻溫度-時間曲線圖；
[0020]圖2是本發(fā)明中材料的冷卻溫度-時間曲線圖。
【具體實施方式】
[0021]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0022]如圖2所示，是本發(fā)明中材料的冷卻溫度-時間曲線圖。
[0023]AC3表示加熱時的上限溫度；AC1表示加熱時的下限溫度；PS表示珠光體轉(zhuǎn)變點溫度；BS表示貝氏體轉(zhuǎn)變點溫度；TL表示控制轉(zhuǎn)變的下限溫度；TH表示控制轉(zhuǎn)變的上限溫度。
[0024]步驟1:鋼軌從成品機架出來后，通過采用水或霧等強冷卻介質(zhì)快速冷卻，使鋼軌軌頭的表面溫度降低到貝氏體轉(zhuǎn)變點溫度的下限溫度BS之上；
[0025]本發(fā)明中，鋼軌軌頭的表面下限溫度TL = BS+ (20?50) °C，即此時表面溫度TL比貝氏體轉(zhuǎn)變溫度點BS高20?50 °C。
[0026]步驟2:當內(nèi)鋼軌部熱量向外擴散，鋼軌表面溫度有限回升時，使用風或其他弱冷卻介質(zhì)控制冷卻強度，使鋼軌表面溫度保持在珠光體安全轉(zhuǎn)變的上限溫度PS之下；
[0027]本發(fā)明中，鋼軌表面上限溫度TH = PS-(50?100) °C，即此時鋼軌表面溫度TH比珠光體轉(zhuǎn)變點溫度PS (近似ACl)低50?100°C。
[0028]步驟3:鋼軌表面溫度在上限溫度TH、下限溫度TL之間波動，維持熱量平衡，使珠光體轉(zhuǎn)變由表面向內(nèi)部轉(zhuǎn)移，相對穩(wěn)定地進行等溫轉(zhuǎn)變；
[0029]步驟4:在鋼軌表面溫度接近下限溫度TL時(在霧化噴嘴下反復冷卻-回溫，反復次數(shù)因冷卻系統(tǒng)設計不同而不同，可達100?200次)，脫離淬火機組，表面回溫到590±20°C左右，進行自然空冷，直到室溫。
[0030]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種鋼軌窄范圍等溫熱處理方法，包括: 鋼軌從成品機架出來后，通過采用水或霧等強冷卻介質(zhì)快速冷卻，使鋼軌軌頭的表面溫度降低到貝氏體轉(zhuǎn)變點溫度的下限溫度BS之上； 當內(nèi)鋼軌部熱量向外擴散，鋼軌表面溫度有限回升時，使用風或其他弱冷卻介質(zhì)控制冷卻強度，使鋼軌表面溫度保持在珠光體安全轉(zhuǎn)變的上限溫度PS之下； 鋼軌表面溫度在上限溫度TH、下限溫度TL之間波動，維持熱量平衡，使珠光體轉(zhuǎn)變由表面向內(nèi)部轉(zhuǎn)移，相對穩(wěn)定地進行等溫轉(zhuǎn)變； 在鋼軌表面溫度接近下限溫度TL時，脫離淬火機組，表面回溫到590±20°C進行自然空冷，直到室溫。
2.如權(quán)利要求1所述鋼軌窄范圍等溫熱處理方法，其特征在于:鋼軌軌頭的表面下限溫度TL = BS+20?50°C，即此時表面溫度TL比貝氏體轉(zhuǎn)變點溫度BS高20?50°C。
3.如權(quán)利要求1所述鋼軌窄范圍等溫熱處理方法，其特征在于:表面上限溫度TH=PS-50?100°C，即此時鋼軌表面溫度TH比珠光體轉(zhuǎn)變點溫度PS低50?100°C。
4.如權(quán)利要求1所述鋼軌窄范圍等溫熱處理方法，其特征在于:在鋼軌表面溫度接近下限溫度TL時，在霧化噴嘴下反復冷卻-回溫，反復次數(shù)為100?200次。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋼軌窄范圍等溫熱處理方法，包括：鋼軌從成品機架出來后，通過采用水或霧等強冷卻介質(zhì)快速冷卻，使鋼軌軌頭的表面溫度降低到貝氏體轉(zhuǎn)變點溫度的下限溫度BS之上；當內(nèi)鋼軌部熱量向外擴散，鋼軌表面溫度有限回升時，使用風或其他弱冷卻介質(zhì)控制冷卻強度，使鋼軌表面溫度保持在珠光體安全轉(zhuǎn)變的上限溫度PS之下；鋼軌表面溫度在上限溫度TH、下限溫度TL之間波動，維持熱量平衡，使珠光體轉(zhuǎn)變由表面向內(nèi)部轉(zhuǎn)移，相對穩(wěn)定地進行等溫轉(zhuǎn)變；在鋼軌表面溫度接近下限溫度TL時，脫離淬火機組，表面回溫到590±20℃進行自然空冷，直到室溫。本發(fā)明控制鋼軌在TL到TH較窄的溫度范圍內(nèi)進行相對等溫轉(zhuǎn)變，提高了鋼材性能。
【IPC分類】C21D9-04, C21D1-20
【公開號】CN104862464
【申請?zhí)枴緾N201510226538
【發(fā)明人】王永明, 鄒彥春
【申請人】內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年5月7日