【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及冶金，尤其是一種高疲勞性能的高速鋼軌鋼及其制備方法。
技術介紹
1、為了適應當今鐵路高速化、安全化、長壽化的發展趨勢，鋼軌作為鐵路的主要承重構件，在潔凈化方面提出了新的需求，我國高速鐵路用鋼標準和出口國外鐵路標準要求在鋼中非金屬夾雜物、低倍組織、凝固組織、產品性能、使用壽命等方面指標需求都有飛躍式提升。高速鐵路鋼軌的安全、長壽化主要取決于鋼軌鋼的耐疲勞磨損優良、內部應力減輕、焊接性能良好和使用性能穩定。鋼軌中存在大尺寸非金屬夾雜物將直接影響鋼軌疲勞和沖擊性能，導致鐵路鋼軌出現核傷甚至斷裂失效，造成重大安全事故隱患。鋼軌內部高硬度、高熔點、不變形氧化物夾雜會產生內部應力集中，導致裂紋、脆斷等鐵路安全威脅，顯著降低服役壽命。
2、大量研究表明，鋼軌的疲勞損壞主要和鋼中存在的al2o3類氧化物夾雜有關。這類夾雜脆而堅硬，在鋼軌熱軋變形中易將基體劃傷，并在夾雜周圍產生應力集中場或與基體脫開形成孔洞，成為疲勞源。在鋼軌使用時的周期應力作用下，它們便成為疲勞裂紋的起點。因此，高速鋼軌需嚴格控制鋼中酸溶鋁(als)和總氧(t.o)含量，雖然目前企業生產高速鋼軌過程采用無鋁脫氧，但脫氧劑和合金中往往殘留一定含量的鋁和其它高熔點的金屬間化合物相。
3、因此，高速鐵路鋼軌鋼的雜質元素潔凈化、非金屬夾雜物成分選擇化、尺寸細小化、分布彌散化、合金元素均質化、組織性能優良化對實現高速鐵路和重載鐵路鋼軌的安全化和長壽化具有重要意義。
4、在要求較高的疲勞強度的高速鋼軌中，需要大幅度降低鋼軌中存在的高熔點、高
5、從實現提高疲勞性能的觀點，到目前為止提出有各種各樣的技術。例如在專利申請號cn202310394420.1一種耐腐蝕抗接觸疲勞性能優良的鋼軌及其制備方法，該方法主要闡述了化學成分范圍，未對夾雜物進行要求。申請號cn201710933923.6抗接觸疲勞珠光體鋼軌及其制造方法，該方法僅從化學成分和熱軋參數控制調控組織結構兩方面進行闡述，未對夾雜物進行要求。
技術實現思路
1、本專利技術要解決的技術問題是提供一種疲勞性能優異的高疲勞性能的高速鋼軌鋼；本專利技術還提供了一種高疲勞性能的高速鋼軌鋼的制備方法，以提升疲勞和沖擊性能。
2、為解決上述技術問題，本專利技術所采取的技術方案是：所述氧化物夾雜的主要成分及其質量分數為：sio2?50～60％，cao?20～30％，al2o3?5～15％，mgo≤20％。
3、進一步的，所述氧化物夾雜還含有gd2o3≤15％。
4、進一步的，所述氧化物夾雜還含有bao?0～15％。
5、進一步的，氧化物夾雜長徑/氧化物夾雜短徑≤5μm且氧化物夾雜長徑≥30μm，以及氧化物夾雜長徑/氧化物夾雜短徑＞5μm且氧化物夾雜短徑為30μm以上的氧化物夾雜合計≤15個/200mm2。
6、為解決上述技術問題，本專利技術方法所采取的技術方案是包括轉爐冶煉、lf爐精煉和rh真空處理步驟。
7、所述轉爐冶煉：轉爐出鋼脫氧過程僅采用硅錳合金、或者硅鐵和錳鐵進行脫氧，不加任何含鋁合金脫氧劑。
8、所述lf爐精煉：造渣過程控制二元堿度cao/sio2＝0.8～1.5，采用caf2進行化渣。
9、進一步的，所述轉爐冶煉步驟，要求硅錳合金、或者硅鐵和錳鐵中總鈣分別≤0.001％、且鋁分別≤0.0005％。
10、進一步的，所述轉爐冶煉步驟，硅錳合金、或者硅鐵和錳鐵的加入量分別為2～4kg/噸鋼，控制脫氧后總氧質量分數≤0.005％。
11、進一步的，所述rh真空處理步驟，真空度≤100pa，脫氣時間≥15min。
12、采用上述技術方案所產生的有益效果在于：本專利技術將氧化物夾雜成分控制在一定的范圍，保證氧化物類夾雜的熔點低于1400℃，夾雜物全部在低熔點、易變形區域，在熱軋過程中，夾雜物能與鋼基體同時變形，從而有效地提升疲勞性能；具有疲勞性能優異、沖擊性能好的特點。
13、本專利技術方法所得連鑄坯夾雜物全部在低熔點、易變形區域，在熱軋過程中，夾雜物能與鋼基體同時變形，從而有效地提升疲勞性能；顯著降低了連鑄坯的元素偏析和夾雜物含量，可實施嚴酷的高周疲勞性能，并可實現能夠易制造疲勞性能優異的高速鋼軌；實現了鋼軌鋼兼具高強度、耐腐蝕性和優良可焊性等性能之外，能夠大幅度提高高速鋼軌疲勞性能。
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1.一種高疲勞性能的高速鋼軌鋼，其特征在于：鋼內存在有氧化物夾雜；所述氧化物夾雜的主要成分及其質量分數為：SiO2?50～60%，CaO?20～30%，Al2O3?5～15%，MgO≤20%。
2.根據權利要求1所述的一種高疲勞性能的高速鋼軌鋼，其特征在于：所述氧化物夾雜還含有Gd2O3≤15%。
3.根據權利要求1所述的一種高疲勞性能的高速鋼軌鋼，其特征在于：所述氧化物夾雜還含有BaO為0～15%。
4.根據權利要求1、2或3所述的一種高疲勞性能的高速鋼軌鋼，其特征在于：氧化物夾雜長徑/氧化物夾雜短徑≤5μm且氧化物夾雜長徑≥30μm，以及氧化物夾雜長徑/氧化物夾雜短徑＞5μm且氧化物夾雜短徑為30μm以上的氧化物夾雜合計≤15個/200mm2。
5.權利要求1-4任意一項所述高疲勞性能的高速鋼軌鋼的制備方法，其特征在于：包括轉爐冶煉、LF爐精煉和RH真空處理步驟；
6.根據權利要求5所述的一種高疲勞性能的高速鋼軌鋼的制備方法，其特征在于：所述轉爐冶煉步驟，要求硅錳合金、或者硅鐵和錳鐵中總鈣分別≤0.001%、且鋁分別
7.根據權利要求5所述的一種高疲勞性能的高速鋼軌鋼的制備方法，其特征在于：所述轉爐冶煉步驟，硅錳合金、或者硅鐵和錳鐵的加入量分別為2～4kg/噸鋼，控制脫氧后總氧質量分數≤0.005%。
8.根據權利要求5、6或7所述的一種高疲勞性能的高速鋼軌鋼的制備方法，其特征在于：所述RH真空處理步驟，真空度≤100Pa，脫氣時間≥15min。
...【技術特征摘要】
1.一種高疲勞性能的高速鋼軌鋼，其特征在于：鋼內存在有氧化物夾雜；所述氧化物夾雜的主要成分及其質量分數為：sio2?50～60%，cao?20～30%，al2o3?5～15%，mgo≤20%。
2.根據權利要求1所述的一種高疲勞性能的高速鋼軌鋼，其特征在于：所述氧化物夾雜還含有gd2o3≤15%。
3.根據權利要求1所述的一種高疲勞性能的高速鋼軌鋼，其特征在于：所述氧化物夾雜還含有bao為0～15%。
4.根據權利要求1、2或3所述的一種高疲勞性能的高速鋼軌鋼，其特征在于：氧化物夾雜長徑/氧化物夾雜短徑≤5μm且氧化物夾雜長徑≥30μm，以及氧化物夾雜長徑/氧化物夾雜短徑＞5μm且氧化物夾雜短徑為30μm以上的氧化物夾雜合計≤15個/200m...
【專利技術屬性】
技術研發人員：郭朝軍，張立峰，陳子剛，賈宇璇，張學偉，楊之俊，連波，郝曉輝，丁蕓輝，
申請(專利權)人：邯鄲鋼鐵集團有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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