RU2161210C1 - Rail steel - Google Patents
Rail steel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2161210C1 RU2161210C1 RU99111854A RU99111854A RU2161210C1 RU 2161210 C1 RU2161210 C1 RU 2161210C1 RU 99111854 A RU99111854 A RU 99111854A RU 99111854 A RU99111854 A RU 99111854A RU 2161210 C1 RU2161210 C1 RU 2161210C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- rail steel
- vanadium
- strontium
- calcium
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 32
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 32
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 5
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 4
- -1 nitride compounds Chemical class 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
Description
Изобретение откосится к черной металлургии, в частности к рельсовой стали, и предназначено для использования преимущественно в сталеплавильном производстве при выплавке стали для железнодорожных рельсов. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to rail steel, and is intended for use mainly in steelmaking in the smelting of steel for railway rails.
Известна выбранная в качестве прототипа рельсовая сталь [патент N 2100471, C 22 C 38/14, заяв. 96112056/02 от 14.06.96, опубл. 27.12.97, бюл. N 36], содержащая, мас.%:
Углерод - 0,65-0,85
Марганец - 0,6-1,2
Кремний - 0,25-0,45
Алюминий - 0,005-0,012
Кальций - 0,002-0,02
Азот - 0,006-0,015
Ванадий - 0,01-0,07
Титан - 0,003-0,010
Стронций - 0,002-0,03
Железо - Остальное
Существенным недостатком данного прототипа является то, что титан, входящий в состав стали, образует в металле вредные, недопустимые по ГОСТ 24182-80 строчечные неметаллические включения титана значительной длины, которые, являясь центрами зарождения трещин, приводят к снижению эксплуатационных свойств рельсовой стали (падению механических свойств, ударной вязкости и износостойкости) и преждевременному выходу железнодорожных рельсов из эксплуатации.Known selected as a prototype rail steel [patent N 2100471, C 22 C 38/14, application. 96112056/02 of 06/14/96, publ. 12/27/97, bull. N 36], containing, wt.%:
Carbon - 0.65-0.85
Manganese - 0.6-1.2
Silicon - 0.25-0.45
Aluminum - 0.005-0.012
Calcium - 0.002-0.02
Nitrogen - 0.006-0.015
Vanadium - 0.01-0.07
Titanium - 0.003-0.010
Strontium - 0.002-0.03
Iron - Else
A significant drawback of this prototype is that titanium, which is part of steel, forms harmful, inadmissible in accordance with GOST 24182-80, stitch non-metallic inclusions of titanium of significant length in the metal, which, being the centers of crack nucleation, lead to a decrease in the operational properties of rail steel (mechanical stress properties, impact strength and wear resistance) and premature decommissioning of railway rails.
Известна также рельсовая сталь [авт. св. N 1242539, C 22 C 38/14, заяв. 3871784/22-02 от 07.01.85, опубл. 07.07.86, бюл. N 25], содержащая, мас.%:
Углерод - 0,51-0,82
Кремний - 0,18-0,80
Марганец - 0,5-1,3
Ванадий - 0,01-0,05
Азот - 0,003-0,008
Титан - 0,005-0,06
Медь - 0,05-0,40
Бор - 0,0005-0,003
Железо - Остальное
При этом содержание бора составляет 0,003-0,012 от содержания меди. Однако в состав данной стали также введен титан, образующий строчечные включения и снижающий эксплуатационные показатели рельсовой стали. Сталь не содержит алюминия, который наряду с ванадием образует соединения нитридов, способствующих: измельчению зерна и значительному повышению ударной вязкости. Кроме того, содержание азота в заявленных пределах не обеспечивает получение требуемого количества нитридов ванадия, в связи с чем в сталь введен бор, измельчающий зерно. Однако при получении содержания бора ближе к верхнему заявленному пределу наблюдается рост зерна и связанное с этим снижение мехсвойств и ударной вязкости стали. В составе стали нет "сильных" раскислителей, снижение содержания кислорода осуществляется посредством повышенного содержания кремния, образующего хрупкие включения силикатов значительной "недопустимой" по ГОСТ 24182-80 длины, резко снижающих мехсвойства и износостойкость стали.Rail steel is also known [ed. St. N 1242539, C 22 C 38/14, application. 3871784 / 22-02 from 01/07/85, publ. 07/07/86, bull. N 25], containing, wt.%:
Carbon - 0.51-0.82
Silicon - 0.18-0.80
Manganese - 0.5-1.3
Vanadium - 0.01-0.05
Nitrogen - 0.003-0.008
Titanium - 0.005-0.06
Copper - 0.05-0.40
Boron - 0.0005-0.003
Iron - Else
The content of boron is 0.003-0.012 of the copper content. However, titanium is also included in the composition of this steel, forming line inclusions and reducing the operational performance of rail steel. Steel does not contain aluminum, which, along with vanadium, forms nitride compounds that contribute to: grinding grain and a significant increase in toughness. In addition, the nitrogen content within the stated limits does not provide the required amount of vanadium nitrides, and therefore, boron grinding grain is introduced into the steel. However, when the boron content is obtained closer to the upper declared limit, grain growth and a decrease in the mechanical properties and toughness of steel associated with this are observed. There are no “strong” deoxidizing agents in the steel, the oxygen content is reduced by increasing the silicon content, forming brittle silicate inclusions of considerable “unacceptable” length according to GOST 24182-80, which sharply reduce the mechanical properties and wear resistance of steel.
Желаемым техническим результатом изобретения является повышение механических свойств и ударной вязкости рельсовой стали. Для достижения этого рельсовая сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, алюминий, кальций, азот, ванадий, стронций и железо, дополнительно содержит медь, барий и цирконий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод - 0,65-0,85
Марганец - 0,6-1,2
Кремний - 0,25-0,45
Алюминий - 0,005-0,012
Кальций - 0,002-0,020
Азот - 0,006-0,015
Ванадий - 0,01-0,07
Стронций - 0,002-0,030
Медь - 0,05-0,80
Барий - 0,001-0,030
Цирконий - 0,005-0,020
Железо - Остальное
Медь, присаживаемая в заявленных пределах, способствует увеличению значений относительного удлинения и сужения. При превышении верхнего заявленного предела наблюдается понижение данных показателей, кроме того, значительно увеличивается стоимость стали.The desired technical result of the invention is to increase the mechanical properties and toughness of rail steel. To achieve this, rail steel containing carbon, manganese, silicon, aluminum, calcium, nitrogen, vanadium, strontium and iron additionally contains copper, barium and zirconium in the following ratio, wt.%:
Carbon - 0.65-0.85
Manganese - 0.6-1.2
Silicon - 0.25-0.45
Aluminum - 0.005-0.012
Calcium - 0.002-0.020
Nitrogen - 0.006-0.015
Vanadium - 0.01-0.07
Strontium - 0.002-0.030
Copper - 0.05-0.80
Barium - 0.001-0.030
Zirconium - 0.005-0.020
Iron - Else
Copper seated within the stated limits contributes to an increase in elongation and contraction. If the upper declared limit is exceeded, a decrease in these indicators is observed, in addition, the cost of steel increases significantly.
Барий, цирконий в заявленных пределах совместно с кальцием и стронцием способствуют получению стали с благоприятными мелкими глобулярными включениями, равномерно распределенными по объему стали, что в свою очередь повышает механические свойства и ударную вязкость стали. Кроме того, данные раскислители обеспечивают, вследствие значительного снижения содержания кислорода в стали, гарантированное образование нитридов ванадия и алюминия, измельчающих зерно стали и повышающих мехсвойства и ударную вязкость. Превышение содержания в стали бария более 0,030%, циркония более 0,020%, стронция более 0,030%, кальция более 0,020% приводит к получению грубых неметаллических краевых загрязнений в головке и подошве рельса. Barium, zirconium within the stated limits together with calcium and strontium contribute to the production of steel with favorable small globular inclusions uniformly distributed over the volume of steel, which in turn increases the mechanical properties and impact strength of steel. In addition, these deoxidants provide, due to a significant reduction in the oxygen content in steel, the guaranteed formation of vanadium and aluminum nitrides, grinding grain steel and increasing mechanical properties and toughness. Exceeding the content in barium steel of more than 0.030%, zirconium more than 0.020%, strontium more than 0.030%, calcium more than 0.020% leads to the production of coarse non-metallic edge contaminants in the head and bottom of the rail.
Для определения механических свойств и ударной вязкости стали было выплавлено 9 сталей с граничными, оптимальными и выходящими за заявляемые граничные значения. To determine the mechanical properties and toughness of steel, 9 steels were smelted with boundary, optimal and beyond the declared boundary values.
Химический состав выплавленных сталей приведен в табл. 1. В табл. 2 приведены результаты механических испытаний полученных сталей. Предлагаемая сталь согласно данных, приведенных в табл. 2 испытаний, в сравнении с прототипом обладает следующими преимуществами: повышаются механические свойства и увеличивается ударная вязкость стали. The chemical composition of the smelted steels is given in table. 1. In the table. 2 shows the results of mechanical tests of the obtained steels. The proposed steel according to the data given in table. 2 tests, in comparison with the prototype has the following advantages: increased mechanical properties and increased toughness of steel.
Claims (1)
Углерод - 0,65 - 0,85
Марганец - 0,6 - 1,2
Кремний - 0,25 - 0,45
Алюминий - 0,005 - 0,012
Кальций - 0,002 - 0,020
Азот - 0,006 - 0,015
Ванадий - 0,01 - 0,07
Стронций - 0,002 - 0,030
Медь - 0,05 - 0,80
Барий - 0,001 - 0,030
Цирконий - 0,005 - 0,020
Железо - ОстальноеаRail steel containing carbon, manganese, silicon, aluminum, calcium, nitrogen, vanadium, strontium, iron, characterized in that it additionally contains copper, barium and zirconium in the following ratio, wt. %:
Carbon - 0.65 - 0.85
Manganese - 0.6 - 1.2
Silicon - 0.25 - 0.45
Aluminum - 0.005 - 0.012
Calcium - 0.002 - 0.020
Nitrogen - 0.006 - 0.015
Vanadium - 0.01 - 0.07
Strontium - 0.002 - 0.030
Copper - 0.05 - 0.80
Barium - 0.001 - 0.030
Zirconium - 0.005 - 0.020
Iron - Rest
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99111854A RU2161210C1 (en) | 1999-06-01 | 1999-06-01 | Rail steel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99111854A RU2161210C1 (en) | 1999-06-01 | 1999-06-01 | Rail steel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2161210C1 true RU2161210C1 (en) | 2000-12-27 |
Family
ID=20220799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99111854A RU2161210C1 (en) | 1999-06-01 | 1999-06-01 | Rail steel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2161210C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2256000C1 (en) * | 2004-01-20 | 2005-07-10 | Иркутский государственный университет путей сообшения (ИрГУПС) | Rail steel |
| RU2291221C1 (en) * | 2005-05-04 | 2007-01-10 | Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат" | Rail steel |
| RU2291218C1 (en) * | 2005-06-09 | 2007-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" | Rail steel |
| WO2007139417A1 (en) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | State Educational Institution Of Higher Professional Training | Rail steel |
| RU2397271C2 (en) * | 2008-03-13 | 2010-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС (ИрИИТ)) | Rail steel |
| RU2412274C1 (en) * | 2009-05-12 | 2011-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС (ИрИИТ)) | Rail steel |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU954482A1 (en) * | 1980-01-30 | 1982-08-30 | Уральский научно-исследовательский институт черных металлов | Steel |
| SU1239164A1 (en) * | 1984-08-24 | 1986-06-23 | Украинский Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Металлов | Rail steel |
| SU1242539A1 (en) * | 1985-01-07 | 1986-07-07 | Украинский Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Металлов | Rail steel |
| SU1244202A1 (en) * | 1985-01-17 | 1986-07-15 | Кузнецкий металлургический комбинат им.В.И.Ленина | Rail steel |
| SU1435650A1 (en) * | 1987-04-10 | 1988-11-07 | Уральский научно-исследовательский институт черных металлов | Steel |
| EP0770695A1 (en) * | 1995-03-14 | 1997-05-02 | Nippon Steel Corporation | Rail having high wear resistance and high internal damage resistance, and its production method |
| RU2100471C1 (en) * | 1996-06-14 | 1997-12-27 | Акционерное общество "Кузнецкий металлургический комбинат" | Rail steel |
-
1999
- 1999-06-01 RU RU99111854A patent/RU2161210C1/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU954482A1 (en) * | 1980-01-30 | 1982-08-30 | Уральский научно-исследовательский институт черных металлов | Steel |
| SU1239164A1 (en) * | 1984-08-24 | 1986-06-23 | Украинский Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Металлов | Rail steel |
| SU1242539A1 (en) * | 1985-01-07 | 1986-07-07 | Украинский Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Металлов | Rail steel |
| SU1244202A1 (en) * | 1985-01-17 | 1986-07-15 | Кузнецкий металлургический комбинат им.В.И.Ленина | Rail steel |
| SU1435650A1 (en) * | 1987-04-10 | 1988-11-07 | Уральский научно-исследовательский институт черных металлов | Steel |
| EP0770695A1 (en) * | 1995-03-14 | 1997-05-02 | Nippon Steel Corporation | Rail having high wear resistance and high internal damage resistance, and its production method |
| RU2100471C1 (en) * | 1996-06-14 | 1997-12-27 | Акционерное общество "Кузнецкий металлургический комбинат" | Rail steel |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2256000C1 (en) * | 2004-01-20 | 2005-07-10 | Иркутский государственный университет путей сообшения (ИрГУПС) | Rail steel |
| RU2291221C1 (en) * | 2005-05-04 | 2007-01-10 | Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат" | Rail steel |
| RU2291218C1 (en) * | 2005-06-09 | 2007-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" | Rail steel |
| WO2007139417A1 (en) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | State Educational Institution Of Higher Professional Training | Rail steel |
| RU2397271C2 (en) * | 2008-03-13 | 2010-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС (ИрИИТ)) | Rail steel |
| RU2412274C1 (en) * | 2009-05-12 | 2011-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС (ИрИИТ)) | Rail steel |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2161210C1 (en) | Rail steel | |
| RU2100471C1 (en) | Rail steel | |
| RU2131946C1 (en) | Rail steel | |
| RU2179196C2 (en) | Steel | |
| RU2365667C1 (en) | Rail steel | |
| RU2365660C1 (en) | Cast iron | |
| JP3874557B2 (en) | Free-cutting non-tempered steel with excellent toughness | |
| RU2200768C2 (en) | Low-alloyed steel | |
| FI75870C (en) | Calcium treated boron alloy steel with improved cutability | |
| RU2160322C2 (en) | Steel | |
| RU2184173C2 (en) | Cast steel | |
| SU1390255A1 (en) | Austenite steel | |
| SU1680794A1 (en) | Malleable cast iron | |
| RU2197553C2 (en) | Steel for railway road rails | |
| RU2138576C1 (en) | cast iron | |
| RU2224041C2 (en) | Rail steel | |
| RU2365666C1 (en) | Rail steel | |
| RU2149213C1 (en) | Wear-resistant steel | |
| JPS596358A (en) | high strength bolt | |
| SU834203A1 (en) | High-strength cast-iron | |
| SU1204644A1 (en) | Steel | |
| RU2221074C1 (en) | Steel "cartex 500" | |
| RU2033458C1 (en) | Cast iron | |
| SU1565895A1 (en) | Modifying mixture | |
| SU1065492A1 (en) | Cast iron |