Рельсовая сталь

(54) РЕЛЬСОВАЯ С (57) Изобретение от лургии. Предлагаем держит. мас.%: О, 0,18-0,40 81; 0;01 0,0003-0,0015 В; 0,0 железо, При этом о жаний ниобия и ван 2,16-7,5, Предлагае шенные механическ вязкость, 2 табл,(21) 4925337/02(71) Украинский научно-исследовательскийинститут металлов и Кузнецкий металлургический комбинат(73) Украинский научно-исследовательскийинститут металлов и Кузнецкий металлургический комбинат(56) Авторское свидетельство СССРВ 1242539, М. кл, С 22 С 38/14, 1986,ится к черной метало для использования алеплавильном прое стали для железнопрочности эвтектоидной стали. Из-за указанного в прототипе диапазона кремния невозможно получить желаемую твердостьрельсов. Недостатком прототипе является и то, чтоеодержание титана в стали колеблется в широких пределах. Это приводит к эначйтельным колебаниям показателей механических свойств рельсов, особенно это отражается на ударной вязкости. Из производственного опыта известно, что при содержании в рельсовой стали титана болев 0,030 ударная вязкость понижается. К тому же бор, содержащийся в стали. повышая прочность, одновременно снижает пластич- НОСТЬ И ВЯЭКОСТЬ.Целью изобретения является повышение механических свойств и.ударной вязкости рельсовой стали.Для достижения указанной цели рельсовая сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, азот, бор и железо дополнительно содержит ниобий при соотя в качестве прото- (Ц, содержащая,мас фУглерод 0,510,82Кремний 0,180,80Марганец 0,501,30ий 0,010,050,0030,0080,0050,060,050,40Бор 0,00050,003Железо ОстальноеПричем содержание бора составляет0,003-0,012 содержания меди. Существенными недостатками данного прототипа является то, что нижний предел содержанияуглерода занижен, что не обеспечивает ВанадАзотТитанМедь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР Изобретение атно лургии и предназначе преимущественно в с изводстве при выплав дорожных рельсов.Известна выбранн типа рельсовая ста ТАЛЬносится к черной металая рельсовая сталь со-0,8 С; 0,5-1,3 Мп; -0,05 Ч; 0,006-0,015 И;03-0,01 Ио и остальное - тношение суммы садерадия к азоту составляет мая сталь имеет повыие свойства и ударную.Бор 0,00030,0015Ниобий 0,0030,010Железо ОстальноеНиобий, присаживаемый в сталь в количестве 0,0030,010 %, создает условия дляобразования исключительно мелкого зерна,не внося в сталь нежелительных оксидныхвключений, т.к. обладает малой раскислительной способностью. К тому же в заявляемой стали содержится необходимоеколичество углерода (0,690,80), азота(0.0060,015%), ванадия(0,01 . 0,05%) иниобия (О;0030,010 %) для образованиякарбидонитридов ванадия и ниобия, которые е процессе нагрева выше критическихточек являются зародышами при образовании невых зерен аустенита, и повышая темсамым предел текучести металла, уменьшают склонность металла к хрупким разрушениям, Комплексное легирование сталибором и ниобием оказывает упрочняющеедействие,Проведенный анализ заявляемой рельсовой стали свидетельствует, что положительный эффект при осуществлении изобретения будет получен благодаря вводу в рельсовую сталь 0,0030,01 % ниобия и осущеЧ+ИЬствления соотношения = 2,167.50, т,к. при выполнении этих условий достигаются высокие механические свойстваи ударная вязкость термообработанной стали.Для определения механических свойстви ударной вязкости было выплавлено 8 сталей с граничными. оптимальными и с выходящими за граничные соотношениямиингредиентов, а также 2 стали с соотноше 1/ + МЬнием - ф выходящим за граничныеМпределы.Для обеспечения сопоставительногоанализа с прототипом была также выплавлена сталь с известным оптимальным соотношением ингредиентов.Сталь выплавляли в 400-тонной мартеновской печи Кузнецкого металлургического комбината в соответствии ссущес 1 вующеи технологической инструкциеи, Раскисление металла производили последующей технологии. В печь при температуре металла 1575, 1585" С вводили ферросиликомарганецалюминий и ферромарганец иэ расчета получения среднеэаданного содержания марганца, затем через 35 мин вводили силикованадий производства Кузнецкого завода ферросплавов иэ расчета ввода 150300 г ванадия на 1 т стали и феррокиобий из расчета ввода 40120 г ниобия на 1 т стали. Для регулирования содержания азота в металле в печь вводили азотированный феррованадий в количестве 100,. 300. г/т; Продолжительность раскисления составила 1520 мин, При раскислении заявляемой стали во время выпуска плавки в ковш равномерно присаживали силикокальций из расчета ввода 450700 г кальция на 1 т стали и ферробор из расчета ввода 630 г бора на .1 т стали, При раскислении же стали-прототипа в печь вместо феррониобия вводили медь из расчета ввода 1,5 кг меди на 1 т стали, в ковш-ферротитан из расчета ввода 300 г титана на 1 т стали,Химический состав полученных сталей приведен в табл. 1,Металл разлили в слитки массой 8,5 т и прокатали на рельсы Р 65. В табл,.2 приведены результаты испытаний полученных сталей. Как показали данные приведенных исследований лучшие результаты имеют стали 1,2,3,5;7, Согласно данных проведенных испытаний заявляемое изобретение в сравнении с прототипом обладают следующими преимуществами:а) повышаются механические свойства стали;- преуел текучести в среднем на 20 Н/мм- относительное удлинение в среднемна 2,2%; - временное сопротивление на разрывв среднем на 52,5 Н/мм; - относительное сужение в среднем на 2,5%: б) увеличивается ударная вязкость всреднем на 0,08 МДж/м 2. Формула изобретения Рельсовая сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, ванадий, азот, бор и железо, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения механических свойств и ударной вязкости, она дополнительно содержит ниобий при следующем соотношении компонентов, мас.%:Углерод0,69-0,80:Марганец 0.50- 1.30:Кремний 0,18-0,40:1771489 0,01-0,05;0,006-0,015;0,0003-0,0015;ОЯОЗ - 0,01; ВанадийАзотБорНиобий Железо остальное,причел отношение суммы содержаний ниобия и ванадия к азоту(Ч+ ИЬ): М составляет 2,16 - 7,50. Таблица 1 Состав МОст. 0.48 067 0,89 О,ОЗ а,аа 8 0,0017 о,аое 0,030 о,гг Ост,Табл и ца 2 Свойства предлагаемой и известной сталей Составитель В. Паляничкаеда ктор Техред ММоргентал Корректор И Шелла каз 3754 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж. Раушская наб., 4/5 звадственно-издательский сомбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 2 3 5 6 7 6 9 10 11 Прото.тип 0,69 0,80 0,74 0.68 0,69 О,Е 0,80 0,74 0,74 0,74 0,50 1,30 ОЯО 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,18 0,400,290,17 0,18 0,41 0,40 0,29 0,290,29 0,01 0,05 0,03 0,03 0,03 0.03 О.ОЗ 0,05 0.05 0,01 0,006 0,015 0,01 0,305 0,006 О,О 6 0,015 а,оав 0,007 О,ОО 7 О,ОООЭ 0,005 0,0009 0,0009 0,0009 0,0009 0,0009 О.аааа 0,0009 О ООО 9 О,ООЭ 0,01 О,ООЕ 0,002 0,003 0,02 0,.01 а,а 0,01 О,ООЗ 2,16 4,00 3,60 6,40.5,50 Э,12 2,86 7,5 а 8,50 1,86