Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP2000144327A - Bainitic steel rail excellent in fitness with wheel and rolling fatigue damage resistance - Google Patents

Bainitic steel rail excellent in fitness with wheel and rolling fatigue damage resistance

Info

Publication number
JP2000144327A
JP2000144327A JP10321126A JP32112698A JP2000144327A JP 2000144327 A JP2000144327 A JP 2000144327A JP 10321126 A JP10321126 A JP 10321126A JP 32112698 A JP32112698 A JP 32112698A JP 2000144327 A JP2000144327 A JP 2000144327A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rail
hardness
bainite
bainite structure
head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP10321126A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaharu Ueda
正治 上田
Koichi Uchino
耕一 内野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP10321126A priority Critical patent/JP2000144327A/en
Publication of JP2000144327A publication Critical patent/JP2000144327A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the fitness with a wheel and rolling fatigue damage resistance required for a rail for a rapid-transit railway. SOLUTION: This bainitic steel rail excellent in fitness with a wheel and rolling fatigue damage resistance is the one in which the structure of the part to a depth of 0.2 to 1 mm from the corner part of the head of the rail and the surface of the top part is formed of the bainitic one having hardness of 180 to <240 Hv, and, moreover, the structure of the part on the side inner than the rail compared to this part and also at least to a depth of 15 mm from the corner part of the head of the rail and the surface part of the top part is formed of the bainitic one having hardness of 240 to 300 Hv.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、特に旅客鉄道の高
速運転区間に要求される、車輪とのなじみ性、耐ころが
り疲労損傷性を兼ね傭えたレールに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rail which is required particularly in a high-speed operation section of a passenger railway and which has both familiarity with wheels and anti-rolling fatigue damage.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、旅客鉄道では、輸送効率の向上を
目的として、列車の高速化が進められている。これにと
もない主に高速運転が行われる直線区間のレールにおい
ては、レールと車輪の繰り返し接触にともなう、ダーク
スポット損傷と呼ばれるレール頭表面のき裂損傷等の、
ころがり疲労損傷が発生しやすくなる。このダークスポ
ット損傷は、従来からのパーライト組織を呈したレール
が使用されている旅客鉄道の高遠運転区間のレールで発
生しやすいものである。
2. Description of the Related Art In recent years, the speed of trains has been increased in passenger railways in order to improve transportation efficiency. Along with this, rails in straight sections where high-speed operation is mainly performed, due to repeated contact between the rails and wheels, such as crack damage on the rail head surface called dark spot damage,
Rolling fatigue damage is likely to occur. The dark spot damage is likely to occur on a rail in a high-altitude operation section of a passenger railway in which a rail having a conventional pearlite structure is used.

【0003】本発明者らは、レールと車輪の繰り返し接
触によって生成する疲労層(疲労ダメージ層、集合組
織)の形成と金属組織の関係を研究した。その結果、フ
ェライト相とセメンタイト相の層状構造を成しているパ
ーライト組織では、疲労ダメージ層が蓄積し易く、さら
に、集合組織が発達し易いの対して、柔らかなフェライ
ト組織地に粒状の硬い炭化物が分散したベイナイト組織
は、疲労ダメージ層が蓄積し難く、さらに、表面疲労損
傷の引き金となる集合組織が発達し難く、結果としてダ
ークスポット損傷が発生しにくいことが明らかとなっ
た。そこで、ベイナイト組織を呈したレールとして下記
に示すような製品および製造法が開発された。 低炭素成分でMn,Cr,Moなどの合金元素を多
量に添加して圧延ままでベイナイト組織を呈する高強度
レール(特開平5−271871号公報)。 低炭素成分でMn,Cr,Moなどの合金元素を添
加し、熱間圧延後の高温度の熱を保有するレール、ある
いは高温に加熱されたレールの頭部を加速冷却し、さら
に制御冷却する高強度ベイナイトレールの製造法(特開
平6−248347号公報)。 低炭素成分でMn,Cr,Moなどの合金元素を添
加し、熱間圧延後の高温度の熱を保有するレール、ある
いは高温に加熱されたレールの頭部を加速冷却するベイ
ナイトレールの製造法(特開平6−316727号公
報)。
The present inventors have studied the relationship between the formation of a fatigue layer (fatigue damage layer, texture) generated by repeated contact between a rail and a wheel and the metallographic structure. As a result, in the pearlite structure having a layered structure of ferrite phase and cementite phase, the fatigue damage layer easily accumulates, and further, the texture is easily developed, whereas the granular hard carbide is formed on the soft ferrite structure ground. It has been found that the bainite structure in which is dispersed has a difficulty in accumulating a fatigue damage layer, and furthermore, a texture that triggers surface fatigue damage does not easily develop, and as a result, dark spot damage does not easily occur. Therefore, the following products and manufacturing methods have been developed as rails having a bainite structure. A high-strength rail exhibiting a bainite structure as-rolled by adding a large amount of alloying elements such as Mn, Cr, and Mo with a low carbon component (Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-271871). Addition of alloying elements such as Mn, Cr, and Mo as low-carbon components, accelerated cooling of rails that retain high-temperature heat after hot rolling, or the heads of rails heated to high temperatures, and further controlled cooling A method for producing a high-strength bainite rail (JP-A-6-248347). A method of manufacturing a bainite rail in which alloy elements such as Mn, Cr, and Mo are added as a low-carbon component, and a rail holding high-temperature heat after hot rolling or a rail head heated to a high temperature is accelerated and cooled. (JP-A-6-316727).

【0004】これらのレールの特徴は、耐ころがり疲労
損傷性に優れたベイナイト組織を安定に生成させるた
め、従来の普通炭素鋼レールと比較して炭素量を低減さ
せると同時に、Mn,Cr,Moなどの合金元素を多く
添加し、さらに、強度を確保するため適切な熱処理を施
したものである。
[0004] The features of these rails are that, in order to stably generate a bainite structure excellent in rolling fatigue damage resistance, the amount of carbon is reduced as compared with conventional ordinary carbon steel rails, and at the same time, Mn, Cr, and Mo are reduced. In addition, a large amount of alloying elements such as are added, and an appropriate heat treatment is performed to secure the strength.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】また近年、旅客鉄道で
は、輸送効率の向上を目的として、車両の軽量化やさま
ざまの車輪形状を有する新型車両の投入が進んでいる。
これにともない、輪重の小さい軽量旅客鉄道が走行する
高速鉄道やレールとのマッチングの悪い車輪形状を有し
た新型車両が多く走行する区間においては、上記発明の
ベイナイト組織のレールでは、パーライト組織のレール
と比べて車輪とのなじみが遅く、接触面積の現象に伴う
過度な面圧の継続的な作用により、塑性変形起因のきし
み割れやフ
In recent years, passenger railways have been introducing new types of vehicles having lighter weights and various wheel shapes for the purpose of improving transportation efficiency.
Along with this, in a section where many new vehicles having wheel shapes poorly matched with high-speed railways or rails in which a lightweight passenger railway with a small wheel travels, the bainite-structure rail of the present invention has a pearlite structure. Compared to the rails, the wheel is less familiar with the wheels, and the continuous action of excessive surface pressure due to the phenomenon of contact area causes creaking and cracks due to plastic deformation.

【0006】このような車輪とのなじみ性を改善するた
め下記のようなレールが開発されている。 レール頭部において硬さの最大値がレール頭表面か
ら2〜8mmの深さにある頭部表面損傷性高強度レール
(特開昭62−233301号公報)。 レール頭部の表層部(0.3〜1.0mm)がベイナ
イト組織であり、その他の部分の金属組織がパーライト
組織であるレールおよびその製造法(特開平8−926
45号公報)。 これらのレールの特徴は、主に鉄鉱石などを運ぶ輪重の
大きい貨物鉄道における車輪とのなじみ性を改善するた
め、レール頭部表層部のみを従来の高強度レールと比べ
て軟化させる、または、表層部に磨耗しやすい材料を配
置し、なじみ不足による初期の表面損傷の発生を防止
し、同時に、長期間にわたる耐磨耗性を維持するもので
あった。
The following rails have been developed to improve the familiarity with such wheels. A high-strength rail with a surface damage at the head having a maximum hardness of 2 to 8 mm from the surface of the rail head (Japanese Patent Laid-Open No. 62-233301). A rail in which the surface layer (0.3 to 1.0 mm) of the rail head has a bainite structure, and the other metal structure has a pearlite structure, and a method of manufacturing the same (Japanese Patent Laid-Open No. 8-926).
No. 45). The feature of these rails is to soften only the surface layer of the rail head compared to conventional high-strength rails, in order to improve the familiarity with wheels in heavy-duty freight railways that mainly carry iron ore, or In addition, an easily wearable material is disposed on the surface layer to prevent the occurrence of initial surface damage due to lack of conformity, and at the same time, to maintain wear resistance for a long time.

【0007】しかし、これらの発明レールは、輪重の小
さい旅客車両が走行する高速鉄道やレールとのマッチン
グの悪い車輪形状を有した旅客車両が多く走行する区間
のレールに必要とされる初期の車輪とのなじみ性を改善
するものではなく、また、レールと車輪の繰り返し接触
にともなう、ダークスポット損傷と呼ばれるレール頭表
面のころがり疲労損傷の発生を長期間にわたり防止する
ものではなかった。
However, these invented rails are used in high-speed railways in which passenger vehicles having a small wheel load travel, and in the early stages required for rails in sections where many passenger vehicles having wheel shapes with poor matching with rails travel. It does not improve the familiarity with the wheel, nor does it prevent rolling fatigue damage on the rail head surface called dark spot damage due to repeated contact between the rail and the wheel for a long time.

【0008】そこで、本発明者らは、高速鉄道のレール
に必要とされる初期の車輪とのなじみ性を改善し、同時
に、レールと車輪の繰り返し接触にともなうころがり疲
労損傷(ダークスポット損傷)の発生を長期間にわたり
防止する方法を検討した。
Therefore, the present inventors have improved the familiarity with the initial wheels required for the rails of a high-speed railway, and at the same time, reduced rolling fatigue damage (dark spot damage) due to repeated contact between the rails and the wheels. A method to prevent the occurrence for a long time was studied.

【0009】まず、初期のなじみ性を検討するため、ベ
イナイト組織のレールの強度特性を実験により調査し
た。図1に現行のパーライト組織のレール鋼とベイナイ
ト組織のレール鋼の公称応力と延びの関係の一例を示
す。同一強度レベルの鋼では、現行のパーライト組織の
レールと比べて、ベイナイト組織のレールでは耐力
(0.2%耐力)が非常に高いことが確認された。この
結果、ベイナイト組織のレールでは、パーライト組織の
レールと比べて、塑性変形が発生しにくく、このため、
初期の車輪とのなじみ性が悪くなることを知見した。
First, in order to examine the initial conformability, the strength characteristics of a rail having a bainite structure were examined by experiments. FIG. 1 shows an example of the relationship between the nominal stress and the elongation of the current pearlite-structured rail steel and bainite-structured rail steel. It was confirmed that the steel having the same strength level had a very high proof stress (0.2% proof stress) in the bainite-structured rail compared to the current pearlite-structured rail. As a result, plastic deformation is less likely to occur in the bainite-structured rail than in the pearlite-structured rail.
We found that the familiarity with the initial wheels became worse.

【0010】この実験結果に基づき、本発明者らはベイ
ナイト組織の耐力を低減させる方法を実験により検討し
た。その結果、ベイナイト組織の耐力はベイナイト組織
の硬さ(強度)とよい相関があり、ベイナイト組織の耐
力を低下さるにはベイナイト組織の硬さを低減させれば
よいことを確認した。しかし、一般的にベイナイト組織
の硬さを低下させれると、きしみ割れやフレーキング等
の塑性変形起因の損傷が発生しやすくなるといった問題
が発生する。そこで、本発明者らは、初期の車輪とのな
じみ性を改善し、きしみ割れやフレーキング等の塑性変
形起因の損傷を防止し、同時に、長期間にわたり耐ころ
がり疲労損傷性(耐ダークスポット損傷性)を確保する
レール頭部の硬度分布について実験により検討した。そ
の結果、レール頭表部のある一定範囲に硬度が低いベイ
ナイト組織を配置し、その内部に頭表部よりも硬度の高
いベイナイト組織を配置することにより、頭表部の耐力
(硬度)の低いベイナイト組織の塑性変形により車輪と
の初期のなじみが確保され、過度なメタルフロー(塑性
変形)により損傷が生成する前に、車輪とのころがり接
触によりこの頭表部が摩耗し、内部の硬度が高いベイナ
イト組織により塑性変形の進行を防止し、長期間にわた
りころがり疲労損傷(ダークスポット損傷)の発生を防
止できることを確認した。
[0010] Based on the experimental results, the present inventors have conducted experiments to examine a method for reducing the proof stress of the bainite structure. As a result, it was confirmed that the proof stress of the bainite structure had a good correlation with the hardness (strength) of the bainite structure, and that the hardness of the bainite structure had only to be reduced to reduce the proof stress of the bainite structure. However, in general, when the hardness of the bainite structure is reduced, there arises a problem that damage due to plastic deformation such as creaking or flaking tends to occur. Therefore, the present inventors have improved the familiarity with the initial wheel, and prevented damage due to plastic deformation such as creaking and flaking, and at the same time, anti-rolling fatigue damage (dark spot damage resistance) for a long period of time. The hardness distribution of the rail head that secures the characteristics) was examined by experiments. As a result, by arranging a bainite structure having a low hardness in a certain range of the rail head surface and arranging a bainite structure having a higher hardness than the head surface inside the rail, the proof stress (hardness) of the head surface is low. The plastic deformation of the bainite structure ensures the initial conformity with the wheel, and before the metal is damaged by excessive metal flow (plastic deformation), the top of the wheel is worn by rolling contact with the wheel and the internal hardness is reduced. It was confirmed that the high bainite structure prevented the progress of plastic deformation and prevented the occurrence of rolling fatigue damage (dark spot damage) for a long period of time.

【0011】しかし、ベイナイト組織を安定に生成させ
るには、従来の普通炭素鋼レールと比較して炭素量を低
減させると同時に、Mn,Cr,Moなどの合金元素を
多く添加する必要があり、この結果、レールの成分系に
よってはレールの電気抵抗値が増加する。そこで、本発
明者らは、上記発明のベイナイト組織のレールにおい
て、現行のパーライト組織のレール並みの電気伝導性を
確保する方法を検討した。その結果、低炭素成分でベイ
ナイト組織の安定的な生成に有効な鋼中のMn添加量を
増加させ、さらに、Cr,Moの合金添加量の適正化を
図ることにより、車輪とのなじみ性、耐ころがり疲労損
傷性を確保し、同時に、電気抵抗の低減が可能となるこ
とを確認した。
However, in order to stably generate a bainite structure, it is necessary to reduce the amount of carbon as compared with the conventional ordinary carbon steel rail and to add a large amount of alloying elements such as Mn, Cr, and Mo. As a result, the electric resistance value of the rail increases depending on the component system of the rail. Therefore, the present inventors have studied a method for securing electrical conductivity similar to that of a current pearlite structure rail in the bainite structure rail of the above invention. As a result, the amount of Mn added to the steel, which is effective for stably forming a bainite structure with a low carbon component, is increased, and further, the amount of Cr and Mo alloys is optimized to improve the compatibility with wheels, It was confirmed that rolling fatigue resistance was ensured, and at the same time, electrical resistance could be reduced.

【0012】すなわち、本発明は旅客鉄道の高速運転区
間に要求される、車輪とのなじみ性、耐ころがり疲労損
傷性、さらには、電気伝導性を具備したベイナイト組織
を呈するレールを提供することを目的とする。
That is, the present invention provides a rail exhibiting a bainite structure, which is required for a high-speed operation section of a passenger railway, and has a conformability with wheels, a rolling fatigue resistance, and an electric conductivity. Aim.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するものであって、その要旨とするところは、 (1) レールの頭部コーナー部および頭頂部の表面か
ら深さ0.2〜1mmまでの部分が硬さHv180〜24
0未満のベイナイト組織からなり、さらに、この部分よ
りもレール内側であって、かつレールの頭部コーナー部
および頭頂部の表面から少なくとも深さ15mmまでの部
分が、硬さHv240〜300のベイナイト組織からな
ることを特徴とする車輪とのなじみ性および耐ころがり
疲労損傷性に優れたベイナイト系鋼レール。 (2) 重量%で、 C :0.15〜0.45%、 Si:0.10〜0.50%、 Mn:0.50超〜1.80%、 Cr:0.20〜1.80%、 Mo:0.01〜0.60%、 P :≦0.025%、 S :≦0.025% を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなる鋼レ
ールであって、レールの頭部コーナー部および頭頂部の
表面から深さ0.2〜1mmまでの部分が硬さHv180
〜240未満のベイナイト組織からなり、さらに、この
部分よりもレール内側であって、かつレールの頭部コー
ナー部および頭頂部の表面から少なくとも深さ15mmま
での部分が、硬さHv240〜300のベイナイト組織
からなることを特徴とする車輪とのなじみ性および耐こ
ろがり疲労損傷性に優れたベイナイト系鋼レール。 (3) 重量%で、 C :0.15〜0.45%、 Si:0.10〜0.50%、 Mn:0.50超〜1.80%、 Cr:0.20〜1.80%、 Mo:0.01〜0.60%、 P :≦0.025%、 S :≦0.025% を含有し、さらに、 Cu:0.05〜0.50%、 Ni:0.05〜1.00%、 Ti:0.01〜0.05%、 V :0.01〜0.30%、 Nb:0.01超〜0.05%、 B :0.0005〜0.0050% の一種または二種以上を含有し、残部が鉄および不可避
的不純物からなる鋼レールであって、レールの頭部コー
ナー部および頭頂部の表面から深さ0.2〜1mmまでの
部分が硬さHv180〜240未満のベイナイト組織か
らなり、さらに、この部分よりもレール内側であって、
かつレールの頭部コーナー部および頭頂部の表面から少
なくとも深さ15mmまでの部分が、硬さHv240〜3
00のベイナイト組織からなることを特徴とする車輪と
のなじみ性および耐ころがり疲労損傷性に優れたベイナ
イト系鋼レール。 (4) 下記式1による電気抵抗値が26.5μΩ・c
m以下であることを特徴とする前記(1)、(2)又は
(3)記載の車輪のなじみ性および耐ころがり疲労損傷
性に優れたベイナイト系鋼レール。 *電気抵抗計算式(μΩ・cm) 計算式=10.1+6.1[C]+13.8[Si]+6.3[Mn]+5.2[Cr]+17.2[P]+11.2[S]+2.9[Ti] +2.5[Ni]+6.O[Cu]+5.5[V]+3.3[Mo] ・・・・・・・式1 但し、[元素]は重量%。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention achieves the above object, and the gist of the invention is as follows: (1) The rail has a depth of 0.2 to 0.2 mm from the surface of the head corner and the top of the rail. The hardness up to 1mm is Hv180-24
A bainite structure having a hardness of Hv 240 to 300, wherein the bainite structure has a hardness Hv of 240 to 300, and the bainite structure includes a bainite structure having a hardness of Hv 240 to 300, which is on the inner side of the rail and at least 15 mm deep from the surface of the head corner and the crown. A bainite steel rail excellent in conformability to wheels and rolling fatigue resistance, characterized by comprising: (2) In weight%, C: 0.15 to 0.45%, Si: 0.10 to 0.50%, Mn: more than 0.50 to 1.80%, Cr: 0.20 to 1.80 %, Mo: 0.01 to 0.60%, P: ≦ 0.025%, S: ≦ 0.025%, the balance being iron and unavoidable impurities, the head of which is a steel rail. Hardness Hv180 is a part from the surface of the corner and the crown to a depth of 0.2 to 1 mm.
A bainite structure having a hardness Hv of 240 to 300, which is composed of a bainite structure having a hardness of Hv 240 to 300 from the surface of the head corner and the top of the rail to a depth of at least 15 mm. A bainite-based steel rail having excellent conformability to wheels and excellent rolling fatigue resistance, characterized by comprising a structure. (3) In weight%, C: 0.15 to 0.45%, Si: 0.10 to 0.50%, Mn: more than 0.50 to 1.80%, Cr: 0.20 to 1.80 %, Mo: 0.01 to 0.60%, P: ≦ 0.025%, S: ≦ 0.025%, Cu: 0.05 to 0.50%, Ni: 0.05 To 1.00%, Ti: 0.01 to 0.05%, V: 0.01 to 0.30%, Nb: more than 0.01 to 0.05%, B: 0.0005 to 0.0050% A steel rail comprising one or more of the following, with the balance being iron and unavoidable impurities, the hardness of which is 0.2 to 1 mm in depth from the surface of the head corner and top of the rail. It is composed of a bainite structure having a Hv of less than 180 to 240, and is further inside the rail than this part,
In addition, at least a portion having a depth of at least 15 mm from the surface of the head corner and top of the rail has a hardness of Hv240 to Hv3.
A bainite-based steel rail comprising a bainite structure of No. 00 and having excellent conformability to wheels and resistance to rolling fatigue damage. (4) The electric resistance value according to the following equation 1 is 26.5 μΩ · c.
m. The bainite steel rail according to (1), (2) or (3), which is excellent in conformability and resistance to rolling fatigue damage according to (1), (2) or (3). * Electrical resistance calculation formula (μΩ · cm) Calculation formula = 10.1 + 6.1 [C] +13.8 [Si] +6.3 [Mn] +5.2 [Cr] +17.2 [P] +11.2 [S] +2.9 [Ti] + 2.5 [Ni] + 6.O [Cu] +5.5 [V] +3.3 [Mo] Formula 1 where [element] is% by weight.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下に本発明について詳細に説明
する。 (1)ベイナイト組織の硬さおよびその範囲 レールのレールの頭部コーナー部および頭頂部の表面か
ら深さ0.2〜1mmまでの部分を、硬さHv180〜2
40未満のベイナイト組織とする理由を説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail. (1) Hardness of bainite structure and its range From the surface of the corner of the head and the top of the rail to the depth of 0.2 to 1 mm, hardness Hv 180 to 2
The reason why the bainite structure is less than 40 will be described.

【0015】まず、この部分におけるベイナイト組織の
硬さを、Hv180〜240未満の範囲に限定した理由
を説明する。硬さがHv180未満では、レール頭表部
に大きなメタルフロー(塑性変形)が生成し、このメタ
ルフローが車輪とのころがり接触により摩耗する前に、
メタルフローからき裂損傷が発生し、きしみ割れやフレ
ーキング等の損傷が発生する。また、硬さがHv240
以上になると、耐力の上昇により塑性変形が発生しにく
くなり、この結果、初期の車輪とのなじみ性が確保でき
なくなるため、ベイナイト組織の硬さをHv180〜2
40未満の範囲に限定した。
First, the reason why the hardness of the bainite structure in this portion is limited to the range of Hv 180 to less than 240 will be described. If the hardness is less than Hv180, a large metal flow (plastic deformation) is generated on the rail head surface, and before this metal flow is worn by rolling contact with the wheel,
Crack damage occurs from the metal flow, causing damage such as creaking and flaking. The hardness is Hv240
Above, plastic deformation is less likely to occur due to an increase in proof stress, and as a result, it becomes impossible to secure the initial conformability to the wheel.
The range was limited to less than 40.

【0016】次に、硬さHv180〜240未満のベイ
ナイト組織からなる部分を、レールのレール頭部コーナ
ー部および頭頂部の表面から深さ0.2〜1mmの部分と
した理由を説明する。深さが0.2mm未満では、初期の
車輪とのなじみ性を確保する領域としては小さく、車輪
とのなじみが生成する前に、硬さHv180〜240未
満の頭表部のベイナイト組織が摩耗により消滅し、内部
の硬さの高いベイナイト組織がころがり面に現われ、十
分な車輪とのなじみ性が得られない。また、深さが1.
0mmを超えると、硬さHv180〜240未満のベイナ
イト組織が塑性変形し、車輪との十分ななじみが生成し
た後も、塑性変形領域が残留し、車輪との繰り返しのこ
ろがり接触によりころがり面にきしみ割れやフレーキン
グ等の損傷が発生するため、硬さHv180〜240未
満のベイナイト組織からなる部分を、レールの頭部コー
ナー部および頭頂部の表面から深さ0.2〜1mmまでの
部分に限定した。
Next, the reason why the bainite structure having a hardness Hv of less than 180 to 240 is a portion having a depth of 0.2 to 1 mm from the surface of the rail head corner and the top of the rail will be described. When the depth is less than 0.2 mm, the area for securing the familiarity with the initial wheel is small, and before the familiarity with the wheel is generated, the bainite structure of the head surface having a hardness of less than Hv 180 to 240 is worn due to wear. It disappears, and a bainite structure with high internal hardness appears on the rolling surface, so that it cannot be sufficiently adapted to the wheel. Also, when the depth is 1.
If it exceeds 0 mm, the bainite structure having a hardness Hv of less than 180 to 240 is plastically deformed, and even after sufficient conformity with the wheel is generated, a plastically deformed region remains, and the rolling surface is squeezed by repeated rolling contact with the wheel. Since damage such as cracking and flaking occurs, the part consisting of bainite structure with a hardness of less than Hv 180 to 240 is limited to a part from the surface of the head corner and top of the rail to a depth of 0.2 to 1 mm. did.

【0017】上述のごとく、レール頭表部を硬さHv1
80〜240未満のベイナイト組織とし、さらに、上述
のレール頭表部よりもレール内側であって、かつレール
の頭部コーナー部および頭頂部の表面から少なくとも深
さ15mmまでの部分を、硬さHv240〜300のベイ
ナイト組織とする理由を説明する。
As described above, the rail head surface is hardened by Hv1.
A bainite structure of less than 80 to less than 240, and a portion inside the rail from the surface of the rail head described above and at least a depth of 15 mm from the surface of the head corner and the top of the rail, having a hardness of Hv240 The reason for using a bainite structure of ~ 300 will be described.

【0018】まず、この部分におけるベイナイト組織の
硬さをHv240〜300の範囲に限定した理由を説明
する。硬さがHv240未満では、レールに要求されて
いる基本的な強度や耐摩耗性を確保することが困難とな
る。さらに、緩曲線区間で使用される場合には、車輪と
の十分ななじみが生成し、頭表部の硬さHv180〜2
40未満のベイナイト組織が摩耗により消滅した後に、
G.C.部にレールと車輪の強い接触によるメタルフロ
ーが生成し、これにともないきしみ割れやフレーキング
などの表面損傷が発生しやすくなる。また、硬さがHv
300を超えると、頭表部と内部の硬さの差が大きくな
り、レールのころがり面に作用する外力から発生する歪
みが頭表部と内部の界面に集中し、その結果、界面から
き裂損傷が発生するため、ベイナイト組織の硬さをHv
240〜300の範囲に限定した。
First, the reason why the hardness of the bainite structure in this portion is limited to the range of Hv 240 to 300 will be described. If the hardness is less than Hv240, it is difficult to secure the basic strength and wear resistance required for the rail. Furthermore, when used in a gentle curve section, sufficient familiarity with the wheel is generated, and the hardness Hv180 to 2
After less than 40 bainite structures have disappeared due to wear,
G. FIG. C. A metal flow is generated in the part due to strong contact between the rail and the wheel, and as a result, surface damage such as creaking cracks and flaking is likely to occur. The hardness is Hv
If it exceeds 300, the difference in hardness between the head surface and the inside becomes large, and the strain generated from the external force acting on the rolling surface of the rail concentrates on the interface between the head surface and the inside, resulting in crack damage from the interface Occurs, the hardness of the bainite structure is increased by Hv
It was limited to the range of 240 to 300.

【0019】次に、硬さHv240〜300のベイナイ
ト組織からなる部分を、レールの頭部コーナー部および
頭頂部の表面から少なくとも深さ15mmの部分とした理
由を説明する。レール頭部については、高速鉄道の直線
区間で使用されるレールの摩耗寿命が15mmであり、し
たがって、硬さHv240〜300のベイナイト組織を
有する範囲が15mm未満ではレール頭部に必要とされて
いるころがり疲労損傷を防止する領域としては小さく、
摩耗寿命に達する前にダークスポット損傷などのころが
り疲労損傷が発生し、十分な寿命改善効果が期待できな
いため、ベイナイト組織からなる部分を、少なくとも深
さ15mmと限定した。
Next, the reason why the portion composed of the bainite structure having a hardness of Hv 240 to 300 is at least 15 mm deep from the surface of the head corner and top of the rail will be described. As for the rail head, the wear life of the rail used in the straight section of the high-speed railway is 15 mm, and therefore, when the range having a bainite structure having a hardness of Hv 240 to 300 is less than 15 mm, the rail head is required. Small area to prevent rolling fatigue damage,
Rolling fatigue damage such as dark spot damage occurs before the wear life is reached, and a sufficient life improvement effect cannot be expected. Therefore, the portion made of bainite structure is limited to at least 15 mm in depth.

【0020】ここで、図2に本発明の車輪とのなじみ
性、耐ころがり疲労損傷性に優れたベイナイト系鋼レー
ルの頭部断面における表面位置の呼称およびベイナイト
組織の硬さの構成を示す。レール頭部において符号1は
頭頂部、符号2は頭部コーナー部、符号3(格子線部:
頭表部)は硬さHv180〜240未満の車輪とのなじ
み性に優れたベイナイト組織、符号4(斜線部:頭部内
部)は硬さHv240〜300の耐ころがり疲労損傷性
にすぐれたベイナイト組織である。なお、頭部コーナー
部2の一方は車輪と主に接触するゲージ・コーナー
(G.C.)部である。
Here, FIG. 2 shows the designation of the surface position and the hardness of the bainite structure in the cross section of the head of a bainite-based steel rail which is excellent in conformity with the wheel of the present invention and resistance to rolling fatigue damage. In the rail head, reference numeral 1 denotes the top of the head, reference numeral 2 denotes a corner of the head, reference numeral 3 (grid line portion:
The head portion) is a bainite structure having excellent compatibility with wheels having a hardness of less than Hv 180 to 240, and reference numeral 4 (hatched portion: inside the head) is a bainite structure having a hardness of Hv 240 to 300 and excellent in rolling fatigue resistance. It is. One of the head corner portions 2 is a gauge corner (GC) portion that mainly contacts the wheel.

【0021】図2に示すように、硬さHv180〜24
0未満のベイナイト組織は、レール頭表部の格子線部
(符号3)に存在すれば、ベイナイト組織の塑性変形に
より車輪との初期のなじみが十分に確保される。また、
硬さHv240〜300のベイナイト組織は、少なくと
もその内部の斜線部(符号4)に存在すれば、長期間に
わたりころがり疲労損傷(ダークスポット損傷)を防止
できる。
As shown in FIG. 2, the hardness Hv 180 to 24
If the bainite structure of less than 0 exists in the grid line portion (reference numeral 3) of the rail head surface, the initial adaptation to the wheel is sufficiently secured by the plastic deformation of the bainite structure. Also,
The bainite structure having a hardness of Hv 240 to 300 can prevent rolling fatigue damage (dark spot damage) over a long period of time if it is present at least in a hatched portion (reference numeral 4) therein.

【0022】図3に本発明レール鋼の頭表部断面硬度分
布の模式図を示す。本発明レール鋼の硬度分布として
は、符号aおよび符号bに示すように頭表面下0.2〜
1mmの範囲で硬さがなだらかに変化し、上記限定範囲に
示すそれぞれの硬度範囲に収まることが望ましい。な
お、レール圧延素材の製造方法によっては、符号cに示
すように、頭表面下0.2〜1mmの範囲で硬さが急激に
変化する硬度分布が得られる場合もあるが、このような
硬度分布においても、レール頭表部の格子線部(符号
3)とその内部の斜線部(符号4)の硬度範囲が上記限
定範囲内であれば、車輪との初期のなじみ性、長期間に
わたる耐ころがり疲労損傷性は十分に得られるため、こ
のような硬度分布を有したレールも本発明レール鋼の一
部に含まれる。なお、頭表面下0.2〜1mm超から頭表
面下15mmまでの斜線部(符号4)の硬度分布について
は特に限定をしないが、硬度値が上記請求範囲内であれ
ば耐ころがり疲労損傷性は確保され、使用上問題となる
ことはない。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the hardness distribution of the head surface section of the rail steel according to the present invention. As the hardness distribution of the rail steel of the present invention, as shown by reference numerals a and b, 0.2 to below the head surface.
It is desirable that the hardness changes gently within the range of 1 mm and falls within the respective hardness ranges shown in the above-mentioned limited range. Depending on the manufacturing method of the rail rolling material, a hardness distribution in which the hardness changes abruptly in the range of 0.2 to 1 mm below the head surface may be obtained as shown by a symbol c. Also in the distribution, if the hardness range of the grid line portion (reference numeral 3) of the rail head surface portion and the hatched portion (reference numeral 4) inside the above range is within the above-mentioned limited range, initial familiarity with the wheel, durability for a long time. Since sufficient rolling fatigue damage can be obtained, a rail having such a hardness distribution is also included as part of the rail steel of the present invention. The hardness distribution of the hatched portion (reference numeral 4) from 0.2 to 1 mm below the head surface to 15 mm below the head surface is not particularly limited. Is secured and there is no problem in use.

【0023】(2)化学成分 まず、レールの化学成分を上記のように定めた理由につ
いて説明する。Cはベイナイト組織の強度と耐摩耗性を
確保するための必須元素であるが、0.15%未満で
は、ベイナイト組織中にフェライト組織が生成し、ベイ
ナイトレールに必用とされる強度や耐摩耗性を確保する
ことが難しくなる。また、0.45%を超えると、ベイ
ナイト組織中にころがり疲労損傷の発生に有害なパーラ
イト組織が多く生成しやすくなることや、ベイナイト変
態速度が著しく低下し、レールの靭性に有害なマルテン
サイト組織が生成しやすくなるため、C量を0.15〜
0.45%に限定した。
(2) Chemical Components First, the reasons for determining the chemical components of the rail as described above will be described. C is an essential element for ensuring the strength and wear resistance of the bainite structure, but if less than 0.15%, a ferrite structure is formed in the bainite structure, and the strength and wear resistance required for the bainite rail. Is difficult to secure. On the other hand, if the content exceeds 0.45%, a large amount of pearlite structure harmful to the occurrence of rolling fatigue in the bainite structure is likely to be formed, and the bainite transformation rate is significantly reduced, and a martensite structure harmful to rail toughness. Is easily generated, so the C amount is 0.15 to
Limited to 0.45%.

【0024】Siはベイナイト組織中の素地のフェライ
トに固溶することによって強度を向上させる元素である
が、0.10%未満では強度の向上が期待できない。ま
た、0.50%を超えて添加すると、酸化物の生成によ
り溶接性が低下することや、レールの電気抵抗値を過剰
に増加させるため、Si量を0.10〜0.50%に限
定した。
[0024] Si is an element that improves the strength by forming a solid solution in the base ferrite in the bainite structure. However, if it is less than 0.10%, the strength cannot be expected to be improved. Further, if added in excess of 0.50%, the weldability is reduced due to the formation of oxides, and the electrical resistance of the rail is excessively increased, so the amount of Si is limited to 0.10 to 0.50%. did.

【0025】Mnは、C同様に鋼の焼入れ性を高め、ベ
イナイト組織を安定的に生成させるためには欠かせない
元素である。Mn量が0.50%以下ではその効果が微
弱であり、添加元素の組み合わせによっては、ベイナイ
ト組織中に耐摩耗性に有害なフェライト組織や耐表面損
傷性に有害なパーライト組織が生成しやすくなる。ま
た、1.80%を超えると、ベイナイト組織中にレール
の靱性に有害なマルテンサイト組織が生成しやすくなる
ことや、レールの電気抵抗を過剰に増加させるため、M
n量を0.50超〜1.80%に限定した。
Mn is an element indispensable for enhancing the hardenability of steel and for stably forming a bainite structure similarly to C. If the Mn content is 0.50% or less, the effect is weak, and depending on the combination of the added elements, a ferrite structure harmful to wear resistance and a pearlite structure harmful to surface damage resistance are likely to be formed in the bainite structure. . If the content exceeds 1.80%, a martensite structure harmful to the toughness of the rail is likely to be formed in the bainite structure, and the electric resistance of the rail is excessively increased.
The amount of n was limited to more than 0.50 to 1.80%.

【0026】Crはベイナイト組織中の炭化物を微細に
分散させ、強度を確保するために重要な元素であるが、
0.20%未満ではその効果が微弱であり、添加元素の
組み合わせによってはベイナイト組織を安定的に得るこ
とが困難となる。また、1.80%を超えると、レール
頭表面にマルテンサイト組織が生成しやすく、レールの
靭性や耐摩耗性を低下させることや、レールの電気抵抗
を過剰に増加させるため、Cr量を0.20〜1.80
%に限定した。
Cr is an important element for finely dispersing carbides in the bainite structure and for securing strength.
If it is less than 0.20%, the effect is weak, and it is difficult to stably obtain a bainite structure depending on the combination of the additional elements. On the other hand, if the content exceeds 1.80%, a martensitic structure is likely to be formed on the surface of the rail head, reducing the toughness and wear resistance of the rail and excessively increasing the electrical resistance of the rail. .20-1.80
%.

【0027】Moは、MnあるいはCrと同様、安定的
にベイナイト組織を生成させ、さらに、MnあるいはC
rのように電気抵抗を極端に増加させることなく、強度
を向上させることができる有望な元素であるが、0.0
1%未満では強度への寄与が少なく、0.60%を超え
て添加すると、偏析部にレールの靱性に有害なマルテン
サイト組織を生成させることや、レールの電気抵抗を過
剰に増加させるため、Mo量を0.01〜0.60%に
限定した。
Mo, like Mn or Cr, stably forms a bainite structure.
r is a promising element that can improve the strength without extremely increasing the electric resistance,
If it is less than 1%, the contribution to strength is small, and if it is added more than 0.60%, a martensite structure harmful to the toughness of the rail is generated in the segregated portion and the electric resistance of the rail is excessively increased. The amount of Mo was limited to 0.01 to 0.60%.

【0028】P、Sは、あえて添加する元素ではない
が、それぞれ0.025%を超えて含有すると、偏析帯
を形成しやすくなり、靱性を低下させるマルテンサイト
組織などを生成しやすくなることや、レールの電気抵抗
を過剰に増加させるため、それぞれ0.025%以下に
限定した。
P and S are not elements to be added intentionally, but if each contains more than 0.025%, a segregation zone is easily formed and a martensitic structure or the like which lowers toughness is easily formed. In order to excessively increase the electric resistance of the rails, each is limited to 0.025% or less.

【0029】また、上記の成分組成で製造されるレール
は強度、延性、靱性、さらには溶接時の材料劣化を防止
する目的で以下の元素を必要に応じて1種類又は2種以
上を添加する。 Cu:0.05〜0.50%、 Ni:0.05〜1.
00%、Ti:0.01〜0.05%、 V :0.0
1〜0.30%、Nb:0.01超〜0.05%、B
:0.0005〜0.0040%
In the rail manufactured with the above composition, one or more of the following elements are added as necessary for the purpose of preventing strength, ductility, toughness and deterioration of the material during welding. . Cu: 0.05-0.50%, Ni: 0.05-1.
00%, Ti: 0.01 to 0.05%, V: 0.0
1 to 0.30%, Nb: more than 0.01 to 0.05%, B
: 0.0005 to 0.0040%

【0030】Cuは、鋼の靭性を損なわず強度を向上さ
せる元素であり、その効果は0.05〜0.50%の範
囲で最も大きく、また、0.50%を超えると赤熱脆化
を生じやすくなることから、Cu量を0.05〜0.5
0%に限定した。
Cu is an element which improves the strength without deteriorating the toughness of the steel, and its effect is greatest in the range of 0.05 to 0.50%. Cu content is 0.05 to 0.5
Limited to 0%.

【0031】Niは、オーステナイトを安定化させる元
素であり、ベイナイト変態温度を下げ、ベイナイト組織
を微細化し、靭性を向上させる効果を有するが、0.0
5%未満ではその効果が著しく小さく、また、1.00
%を超えるとベイナイト変態速度が大きく低下し、レー
ルの靭性に有害なマルテンサイト組織を生成しやすくす
るため、Ni量を0.05〜1.00%に限定した。
Ni is an element that stabilizes austenite and has the effect of lowering the bainite transformation temperature, refining the bainite structure, and improving the toughness.
If it is less than 5%, the effect is remarkably small.
%, The amount of Ni is limited to 0.05 to 1.00% in order to greatly reduce the bainite transformation rate and to easily generate a martensite structure harmful to the toughness of the rail.

【0032】Tiは、溶解・凝固時に析出したTi炭化
物、Ti窒化物がレール圧延時加熱の高温でも溶解しな
いことを利用して、レール圧延加熱時のオーステナイト
結晶粒の微細化を図り、また溶接継手部の靱性改善にも
寄与する。しかし、0.0005%未満ではその効果が
少なく、0.050%を超えると粗大なTi炭・窒化物
が生成して、レールの使用中の疲労損傷の起点となり、
き裂を発生させるため、Ti量を0.005〜0.05
0%に限定した。
Titanium is used to reduce the size of austenite crystal grains during rail rolling heating by utilizing the fact that Ti carbide and Ti nitride precipitated during melting and solidification do not dissolve even at the high temperature of rail rolling heating. It also contributes to improving the toughness of the joint. However, if it is less than 0.0005%, the effect is small, and if it exceeds 0.050%, coarse Ti carbon / nitride is generated, which becomes a starting point of fatigue damage during use of the rail,
In order to generate cracks, the amount of Ti is set to 0.005 to 0.05.
Limited to 0%.

【0033】Vは熱間圧延時の冷却課程で生成したV炭
化物、V窒化物による析出硬化でベイナイト組織の強度
を高めると同時に、Ac1点近傍の温度域に再加熱され
た熱影響部において、V炭・窒化物を比較的高温度域で
生成させ、溶接継手部熱影響部のベイナイト組織の軟化
を防止するのに有効な成分であるが、0.01%未満で
はその効果が十分に期待できず、0.30%を超えて添
加してもそれ以上の効果が期待できず、電気抵抗を不必
要に上昇させることから、V量を0.01〜0.30%
に限定した。
V increases the strength of the bainite structure by precipitation hardening due to V carbide and V nitride generated in the cooling process during hot rolling, and at the same time, in the heat-affected zone reheated to a temperature range near the Ac1 point, V is an effective component for generating carbon / nitride in a relatively high temperature range and preventing softening of the bainite structure in the heat-affected zone of the welded joint. However, if it is less than 0.01%, the effect is sufficiently expected. No further effect can be expected even if added over 0.30%, and the electrical resistance is unnecessarily increased.
Limited to.

【0034】Nbは、Vと同様に、熱間圧延時の冷却課
程で生成したNb炭・窒化物による析出硬化でベイナイ
ト組織の強度を高めると同時に、Ac1点近傍の温度域
に再加熱された熱影響部において、Nb炭・窒化物を低
温度域から高温度域まで安定的に生成させ、溶接継手部
熱影響部のベイナイト組織の軟化を防止するのに有効な
成分である。その効果は0.01%以下では期待でき
ず、また0.05%を超える過剰な添加を行うと、Nb
の金属間化合物や粗大析出物が生成して靱性を低下させ
ることから、Nb量を0.01超〜0.05%に限定し
た。
Like V, Nb increased the strength of the bainite structure by precipitation hardening by Nb carbon / nitride generated in the cooling process during hot rolling, and was reheated to a temperature range near the Ac1 point. In the heat-affected zone, Nb is a component effective for stably generating Nb carbon / nitride from a low temperature range to a high temperature range and preventing softening of a bainite structure in a heat-affected zone of a welded joint. The effect cannot be expected at 0.01% or less, and when excessive addition exceeding 0.05% is performed, Nb
The amount of Nb was limited to more than 0.01 to 0.05% since the intermetallic compounds and coarse precipitates of (1) generated to lower the toughness.

【0035】Bは、旧オーステナイト粒界から生成する
初析フェライト組織や、これにともない変態するパーラ
イト組織の生成を抑制し、焼入れ性の増加によりベイナ
イト組織を安定的に生成させる元素である。しかし、
0.0005%未満ではその効果は弱く、0.0050
%を超えて添加すると、オーステナイト粒界にBの窒化
物や炭化物が多量に生成し、逆に焼入れ性を低下させ、
初析フェライト組織やパーライト組織を生成させやすく
するため、B量を0.0005〜0.0050%に限定
した。
B is an element that suppresses the formation of a pro-eutectoid ferrite structure formed from the prior austenite grain boundary and a pearlite structure that is transformed with the structure, and stably forms a bainite structure by increasing hardenability. But,
If less than 0.0005%, the effect is weak, and 0.0050%
%, A large amount of nitrides and carbides of B are formed at the austenite grain boundaries, conversely reducing the hardenability,
The amount of B was limited to 0.0005 to 0.0050% in order to easily generate a proeutectoid ferrite structure or a pearlite structure.

【0036】上記のような成分組成で構成されるレール
鋼は、転炉、電気炉などの通常使用される溶解炉で溶製
を行い、この溶鋼を造塊・分塊法あるいは連続鋳造法な
ど任意の方法でブルームあるいはスラブを製造した後、
熱間成型圧延法によってレールに製造される。さらに必
要によっては、本レールの頭表部の材質を制御するため
に熱処理が施される。
The rail steel having the above-mentioned composition is melted in a commonly used melting furnace such as a converter or an electric furnace, and the molten steel is subjected to an ingot-bulking method or a continuous casting method. After producing blooms or slabs by any method,
Manufactured on rails by hot forming and rolling. Further, if necessary, a heat treatment is performed to control the material of the head portion of the rail.

【0037】(3)電気抵抗値 請求項4において、電気抵抗値(μΩ・cm)を計算値
で26.5μΩ・cm以下に限定した理由について説明
する。表1に、代表的な旅客鉄道用レールの化学成分、
式1による電気抵抗計算値および実測値の一例を示す。
(3) Electric resistance value The reason for limiting the electric resistance value (μΩ · cm) to a calculated value of 26.5 μΩ · cm or less in claim 4 will be described. Table 1 shows the chemical composition of a typical passenger railway rail,
6 shows an example of an electric resistance calculation value and an actual measurement value according to Expression 1.

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】 *電気抵抗計算式(μΩ・cm) 計算式=10.1+6.1[C]+13.8[Si]+6.3[Mn]+5.2[Cr]+17.2[P]+11.2[S]+2.9[Ti] +2.5[Ni]+6.O[Cu]+5.5[V]+3.3[Mo] ・・・・・・・式1 但し、[元素]は重量%。なお、上記電気抵抗計算式
で、該当する鋼成分を含有しない場合はその成分の項を
零とし、計算式に示される以外の成分を含有しても計算
に含めない。
* Electric resistance calculation formula (μΩ · cm) Calculation formula = 10.1 + 6.1 [C] +13.8 [Si] +6.3 [Mn] +5.2 [Cr] +17.2 [P] +11.2 [S] +2.9 [ Ti] +2.5 [Ni] + 6.O [Cu] +5.5 [V] +3.3 [Mo] (1) where [element] is% by weight. In the above electric resistance calculation formula, when the corresponding steel component is not contained, the term of the component is set to zero, and even if a component other than that shown in the calculation formula is contained, it is not included in the calculation.

【0040】表1に示すように、レールの電気抵抗実測
値は、式1による計算値と非常によい相関が認められ
る。レール化学成分の製造上のばらつきを考慮すると、
電気抵抗値が計算値で26.5μΩ・cmを超えると、
現在使用されている代表的な高炭素のパーライト組織を
呈した旅客鉄道用レールと比較して実測においても電気
抵抗値が大きくなる可能性が高いと考えられる。したが
って、電気抵抗の計算値が26.5μΩ・cmを超える
と、レールの電気抵抗が現行レールよりも増加し、電車
の動力源である軌道電流が低下し、列車の運行が密な線
区では、電流低下により列車走行速度が低下するなどの
運行上の問題が発生すると予測されるため、レールの電
気抵抗値を計算値で26.5μΩ・cm以下に限定し
た。
As shown in Table 1, the measured value of the electric resistance of the rail has a very good correlation with the value calculated by the formula 1. Considering the manufacturing variation of rail chemical components,
When the calculated electrical resistance exceeds 26.5 μΩ · cm,
It is considered that there is a high possibility that the electric resistance value increases in actual measurement as compared with a typical railroad rail with a high carbon pearlite structure currently used. Therefore, when the calculated value of the electric resistance exceeds 26.5 μΩ · cm, the electric resistance of the rail increases more than that of the current rail, the track current, which is the power source of the train, decreases, and the train operates in a dense line section. Since it is expected that a problem in operation such as a decrease in train running speed due to a decrease in current will occur, the electric resistance of the rail is limited to a calculated value of 26.5 μΩ · cm or less.

【0041】なお、本発明レール鋼の金属組織はベイナ
イト組織であることが望ましいが、成分系の組み合わ
せ、レールの冷却方法、素材の偏析状態によってはベイ
ナイト組織中に微量にパーライト組織、マルテンサイト
組織、初析フェライト組織が生成する場合がある。しか
し、これらの組織がベイナイト組織中に微量に生成して
もレールの耐ころがり疲労損傷性、耐摩耗性および強度
に大きな影響をおよぼさないため、本ベイナイト系レー
ルの組織としては若干の異組織の混在も含んでいる。
The metal structure of the rail steel of the present invention is desirably a bainite structure. However, depending on the combination of the component systems, the cooling method of the rail, and the segregation state of the material, a trace amount of pearlite structure and martensite structure may be contained in the bainite structure. In some cases, a pro-eutectoid ferrite structure may be formed. However, even if these structures are formed in trace amounts in the bainite structure, they do not significantly affect the rolling fatigue resistance, wear resistance and strength of the rail. Includes mixed organizations.

【0042】上記のように、本発明ベイナイト系レール
は、旅客鉄道の高速運転区間に要求される、車輪とのな
じみ性、耐ころがり疲労損傷性、さらには電気伝導性を
有している。
As described above, the bainite-based rail of the present invention has the familiarity with wheels, anti-rolling fatigue damage, and electrical conductivity required for a high-speed operation section of a passenger railway.

【0043】[0043]

【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。表
2には、本発明レール鋼の化学成分、頭表部の材料の組
織・硬さおよびその領域、頭部内面の材料の組織・硬さ
およびその領域を示す。さらに、図4に示すころがり疲
労損傷試験機による水潤滑ころがり疲労試験結果、下記
の式1で計算された電気抵抗計算値、図5に示すレール
電気抵抗の実測結果を併記した。
Next, an embodiment of the present invention will be described. Table 2 shows the chemical composition of the rail steel of the present invention, the structure and hardness of the material of the head and its region, and the structure and hardness of the material of the inner surface of the head and its region. Further, the results of a water lubrication rolling fatigue test by a rolling fatigue damage tester shown in FIG. 4, the calculated electrical resistance calculated by the following equation 1, and the measured results of the rail electrical resistance shown in FIG. 5 are also shown.

【0044】[0044]

【表2】 [Table 2]

【0045】また、表3には比較レール鋼の化学成分、
頭表部の材料の組織・硬さおよびその領域、頭部内面の
材料の組織・硬さおよびその領域を示す。さらに、図4
に示すころがり疲労損傷試験機による水潤滑ころがり疲
労試験結果、下記の式1で計算された電気抵抗計算値、
図5に示すレール電気抵抗の実測結果を併記した。
Table 3 shows the chemical composition of the comparative rail steel,
The texture / hardness of the material on the head surface and its area, and the texture / hardness of the material on the inner surface of the head and its area are shown. Further, FIG.
The results of water lubricated rolling fatigue test by the rolling fatigue damage tester shown in the table, the electrical resistance calculated by the following equation 1,
The measured results of the rail electric resistance shown in FIG. 5 are also shown.

【0046】[0046]

【表3】 [Table 3]

【0047】さらに、図6には本発明レール鋼(符号:
A,D,I)の頭表部断面硬度分布を示す。また、図7
には比較レール鋼(符号:L,M,N)の頭表部断面硬
度分布を示す。
FIG. 6 shows the rail steel of the present invention (reference numeral:
A, D, and I) show the hardness distribution of the head surface section. FIG.
Shows the head surface section hardness distribution of the comparative rail steel (symbol: L, M, N).

【0048】 *電気抵抗計算式(μΩ・cm) 計算式=10.1+6.1[C]+13.8[Si]+6.3[Mn]+5.2[Cr]+17.2[P]+11.2[S]+2.9[Ti] +2.5[Ni]+6.O[Cu]+5.5[V]+3.3[Mo] ・・・・・・・式1 但し、[元素]は重量%。* Electric resistance calculation formula (μΩ · cm) Calculation formula = 10.1 + 6.1 [C] +13.8 [Si] +6.3 [Mn] +5.2 [Cr] +17.2 [P] +11.2 [S] +2.9 [ Ti] +2.5 [Ni] + 6.O [Cu] +5.5 [V] +3.3 [Mo] (1) where [element] is% by weight.

【0049】レールの構成は以下のとおりである。 本発明レール鋼1(8本)符号:A,B,D,F,
H,I,J,K 上記成分範囲内で、レールの頭部コーナー部および頭頂
部の表面を起点とした深さ0.2〜1mmの範囲の組織が
硬さHv180〜240未満のベイナイト組織であり、
前記ベイナイト組織よりも内部でかつ前記レールの頭部
コーナー部および頭頂部の表面を起点とした深さ15mm
の範囲の組織が硬さHv240〜300のベイナイト組
織であることを特徴とする車輪とのなじみ性および耐こ
ろがり疲労損傷性に優れた高速鉄道用ベイナイト系鋼レ
ール。 本発明レール鋼2(3本)符号:C,E,G 上記成分範囲内で、レールの頭部コーナー部および頭頂
部の表面を起点とした深さ0.2〜1mmの範囲の組織が
硬さHv180〜240未満のベイナイト組織であり、
前記ベイナイト組織よりも内部でかつ前記レールの頭部
コーナー部および頭頂部の表面を起点とした深さ15mm
の範囲の組織が硬さHv240〜300のベイナイト組
織であり、さらに1式による電気抵抗値が26.5μΩ
・cm以下であることを特徴とする車輪とのなじみ性、
耐ころがり疲労損傷性、電気伝導性に優れた高速鉄道用
ベイナイト系鋼レール。 比較レール鋼(11本)符号:L〜V 符号L〜O:上記成分範囲内で、レール頭部の硬さおよ
びその範囲が上記範囲外の比較レール鋼。 符号P〜V:上記成分範囲外の比較レール鋼。
The configuration of the rail is as follows. Inventive rail steel 1 (8 pieces) code: A, B, D, F,
H, I, J, K Within the above component ranges, a structure having a hardness of Hv less than 180 to 240 and a bainite structure having a depth of 0.2 to 1 mm starting from the surface of the head corner and the top of the rail is defined as a structure. Yes,
15 mm deep from the bainite structure and starting from the surface of the head corner and top of the rail
The bainite steel rail for high-speed railways, which is excellent in conformability to wheels and rolling fatigue resistance, characterized in that the structure in the range of is a bainite structure having a hardness of Hv 240 to 300. Reference rail steel 2 of the present invention 2 (three) Code: C, E, G Within the above component range, the structure having a depth of 0.2 to 1 mm starting from the surface of the head corner and top of the rail is hardened. A bainite structure having a Hv of less than 180 to 240,
15 mm deep from the bainite structure and starting from the surface of the head corner and top of the rail
Is a bainite structure having a hardness of Hv 240 to 300, and an electric resistance value according to Formula 1 is 26.5 μΩ.
・ Familiarity with wheels, which is not more than cm
A bainite steel rail for high-speed railways with excellent rolling fatigue resistance and electrical conductivity. Reference rail steel (11 pieces) Code: L to V Code L to O: Within the above component range, hardness of the rail head and its range are out of the above range. Symbols P to V: comparative rail steels outside the above component range.

【0050】ころがり疲労試験は下記条件で実施した。
(図4参照) ・試験片形状 レール:60kgレール×2.5m 車 輪:在来線形状車輪(直径920mm) ・試験荷重 ラジアル荷重:49000N(5トン) スラスト荷重:0〜2940N(間欠負荷) ・潤滑 ドライ+水(間欠給水) ・繰返し回数 表面損傷発生および最大摩耗量10mmまで (損傷が発生しない場合は1000万回で試験を中止)
The rolling fatigue test was performed under the following conditions.
(See Fig. 4)-Test piece shape Rail: 60kg rail x 2.5m Wheel: Conventional wire shape wheel (diameter 920mm)-Test load Radial load: 49000N (5 tons) Thrust load: 0 to 2940N (intermittent load) -Lubrication Dry + water (intermittent water supply)-Number of repetitions Up to 10 mm in surface damage and maximum wear (If no damage occurs, stop the test after 10 million times)

【0051】レール電気抵抗の測定については下記の要
領で実施した。図5に示すレールの電気抵抗の測定方法
としては電圧降下法を用いた。測定方法としてはレール
端部両側の柱部に電流端子を取り付け、基準電流25A
を流し、電圧端子を電流端子の内側約1mの位置にレー
ル足部にセットする。このようにして測定された電流
値、電圧値から電気抵抗を次式により求めた。 ρ(μΩ・cm)=(ρ20×A)×10-1/L A;測定レールの断面積(mm2 )、L;電圧端子間距離
(mm) ただし、ρ20は20℃のときの値に換算された測定材の
抵抗値(μΩ)で、次式を用いた。 ρ20=ρt /{1+α(t−20)} ρt ;温度tで測定された電気抵抗、αは温度補正係数
で実際にレール温度を変えて実測した抵抗値の変化から
求めた。
The measurement of the rail electric resistance was carried out in the following manner. As a method for measuring the electric resistance of the rail shown in FIG. 5, a voltage drop method was used. As a measuring method, current terminals were attached to the pillars on both sides of the rail end, and the reference current was 25A.
And set the voltage terminal on the rail foot at a position about 1 m inside the current terminal. From the current value and the voltage value thus measured, the electric resistance was obtained by the following equation. ρ (μΩ · cm) = (ρ 20 × A) × 10 −1 / LA A: cross-sectional area of measurement rail (mm 2 ), L: distance between voltage terminals (mm) where ρ 20 is at 20 ° C. The following formula was used for the resistance value (μΩ) of the measurement material converted to the value. ρ 20 = ρ t / {1 + α (t−20)} ρ t ; electric resistance measured at temperature t, α was obtained from a change in resistance value actually measured by actually changing the rail temperature with a temperature correction coefficient.

【0052】[0052]

【発明の効果】表2、3に示したように本発明レール鋼
は、レール頭部のベイナイト組織の範囲およびその硬
さ、さらに、化学成分の適切な選択およびその添加量を
調整し、図6に示すようにレール頭表部のある一定範囲
に硬度が低いベイナイト組織を配置し、その内部に頭表
部よりも硬度の高いベイナイト組織を配置することによ
り、頭表部の耐力(硬度)の低いベイナイト組織の塑性
変形により車輪との初期のなじみが確保され、過度なメ
タルフロー(塑性変形)により損傷が生成する前に、車
輪とのころがり接触によりこの頭表部が摩耗し内部の硬
度が高いベイナイト組織により塑性変形の進行を防止
し、長期間にわたりころがり疲労損傷(ダークスポット
損傷)の発生を防止することが可能となる。さらに、上
記発明レール鋼の式1による電気抵抗値を26.5μΩ
・cm以下にすることにより、本発明レール鋼の符号
C,E,Gに示すように車輪とのなじみ性、耐ころがり
疲労損傷性に加えて電気伝導性を付与することが可能と
なる。本発明によって、特に旅客列車の高速運転区間に
要求される、車輪とのなじみ性、耐ころがり疲労損傷
性、さらには、電気伝導性を兼ね備えたレールの提供が
可能となった。
As shown in Tables 2 and 3, in the rail steel according to the present invention, the range of bainite structure at the rail head and its hardness, the appropriate selection of chemical components and the amount of addition thereof were adjusted. As shown in FIG. 6, by arranging a bainite structure having a lower hardness in a certain range of the front surface of the rail and arranging a bainite structure having a higher hardness than the front surface inside the rail, the proof stress (hardness) of the front surface is obtained. The plastic deformation of the low bainite structure ensures the initial conformity with the wheel, and before the damage occurs due to excessive metal flow (plastic deformation), the surface of the head wears due to rolling contact with the wheel and the internal hardness The high bainite structure prevents the plastic deformation from progressing, thereby making it possible to prevent the occurrence of rolling fatigue damage (dark spot damage) for a long period of time. Further, the electric resistance value of the invention rail steel according to the formula 1 is 26.5 μΩ.
By setting the diameter to not more than cm, the rail steel of the present invention can impart not only conformability to wheels and resistance to rolling contact fatigue damage but also electrical conductivity as shown by symbols C, E and G. According to the present invention, it has become possible to provide a rail, which is required particularly in a high-speed operation section of a passenger train, and which has both familiarity with wheels, anti-rolling fatigue damage, and electric conductivity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】現行のパーライト組織のレール鋼とベイナイト
組織のレール鋼の公称応力と延び値の関係の一例を示す
図表。
FIG. 1 is a chart showing an example of the relationship between the nominal stress and the elongation value of a current rail steel having a pearlite structure and a rail steel having a bainite structure.

【図2】本発明レール鋼の頭部断面における表面位置の
呼称およびベイナイト組織の硬さの構成を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing the designation of the surface position and the configuration of the hardness of the bainite structure in the cross section of the head of the rail steel of the present invention.

【図3】本発明レール鋼の頭表部断面硬度分布の模式
図。
FIG. 3 is a schematic diagram of a head surface section hardness distribution of the rail steel of the present invention.

【図4】ころがり疲労損傷試験機の概略図。FIG. 4 is a schematic diagram of a rolling fatigue damage tester.

【図5】電気抵抗の実測方法を示した概略図。FIG. 5 is a schematic diagram showing a method for measuring electric resistance.

【図6】本発明レール鋼(符号:A,D,I)の頭表部
断面硬度分布の一例を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a head surface section hardness distribution of the rail steel (symbols: A, D, I) of the present invention.

【図7】比較レール鋼(符号:L,M,N,O)の頭表
部断面硬度分布の一例を示す図。
FIG. 7 is a view showing an example of a head surface section hardness distribution of comparative rail steel (symbols: L, M, N, O).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:頭頂部 2:頭部コーナー部 3:硬さHv180〜240未満の車輪とのなじみ性に
優れたベイナイト組織 4:硬さHv240〜300の耐ころがり疲労損傷性に
優れたベイナイト組織 5:レール移動用スライダー 6:レール 7:車輪 8:モーター 9:荷重負荷装置
1: Top of the crown 2: Corner of the head 3: Bainite structure excellent in conformability to wheels having a hardness of Hv less than 180 to 240 4: Bainite structure excellent in rolling fatigue resistance to a hardness of Hv 240 to 300 V5: Rail Slider for movement 6: Rail 7: Wheel 8: Motor 9: Load device

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成10年11月13日(1998.11.
13)
[Submission date] November 13, 1998 (1998.11.
13)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0022[Correction target item name] 0022

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0022】図3に本発明レール鋼の頭表部断面硬度分
布の模式図を示す。本発明レール鋼の硬度分布として
は、符号aのレール鋼および符号bのレール鋼に示すよ
うに頭表面下0.2〜1mmの範囲で硬さがなだらかに変
化し、上記限定範囲に示すそれぞれの硬度範囲に収まる
ことが望ましい。なお、レール圧延素材の製造方法によ
っては、符号cのレール鋼に示すように、頭表面下0.
2〜1mmの範囲で硬さが急激に変化する(白丸より黒丸
部分へ)硬度分布が得られる場合もあるが、このような
硬度分布においても、レール頭表部の格子線部(符号
3)とその内部の斜線部(符号4)の硬度範囲が上記限
定範囲内であれば、車輪との初期のなじみ性、長期間に
わたる耐ころがり疲労損傷性は十分に得られるため、こ
のような硬度分布を有したレールも本発明レール鋼の一
部に含まれる。なお、頭表面下0.2〜1mm超から頭表
面下15mmまでの斜線部(符号4)の硬度分布について
は特に限定をしないが、硬度値が上記請求範囲内であれ
ば耐ころがり疲労損傷性は確保され、使用上問題となる
ことはない。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the hardness distribution of the head surface section of the rail steel according to the present invention. As the hardness distribution of the rail steel of the present invention, the hardness changes gradually in the range of 0.2 to 1 mm below the head surface as shown in the rail steel of the symbol a and the rail steel of the symbol b , It is desirable that the hardness be within the range of hardness. In addition, depending on the manufacturing method of the rail rolled material, as shown in the rail steel of the reference symbol c , the lower part of the head surface has a thickness of 0.
The hardness changes rapidly within the range of 2 to 1 mm (black circles over white circles)
In some cases, a hardness distribution can be obtained, but even in such a hardness distribution, the hardness range of the grid line portion (reference numeral 3) of the rail head surface portion and the hatched portion (reference numeral 4) inside thereof is the above-described limited range. Within this range, the initial conformability with the wheel and the rolling fatigue resistance over a long period of time can be sufficiently obtained, so that a rail having such a hardness distribution is also included in a part of the rail steel of the present invention. The hardness distribution of the hatched portion (reference numeral 4) from 0.2 to 1 mm below the head surface to 15 mm below the head surface is not particularly limited. Is secured and there is no problem in use.

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0047[Correction target item name] 0047

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0047】さらに、図6には本発明レール鋼(符号:
A,D,I)の頭表部断面硬度分布を示す。図中、鋼I
の黒丸印と白丸印は、硬度の急激な変化点を示してい
る。また、図7には比較レール鋼(符号:L,M,N)
の頭表部断面硬度分布を示す。
FIG. 6 shows the rail steel of the present invention (reference numeral:
A, D, and I) show the hardness distribution of the head surface section. In the figure, steel I
The black circles and white circles indicate rapid changes in hardness.
You. FIG. 7 shows comparative rail steels (symbols: L, M, N).
2 shows the hardness distribution of the head surface section.

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0052[Correction target item name] 0052

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0052】[0052]

【発明の効果】表2、3に示したように本発明レール鋼
は、レール頭部のベイナイト組織の範囲およびその硬
さ、さらに、化学成分の適切な選択およびその添加量を
調整し、図に示すようにレール頭表部のある一定範囲
に硬度が低いベイナイト組織を配置し、その内部に頭表
部よりも硬度の高いベイナイト組織を配置することによ
り、頭表部の耐力(硬度)の低いベイナイト組織の塑性
変形により車輪との初期のなじみが確保され、過度なメ
タルフロー(塑性変形)により損傷が生成する前に、車
輪とのころがり接触によりこの頭表部が摩耗し内部の硬
度が高いベイナイト組織により塑性変形の進行を防止
し、長期間にわたりころがり疲労損傷(ダークスポット
損傷)の発生を防止することが可能となる。さらに、上
記発明レール鋼の式1による電気抵抗値を26.5μΩ
・cm以下にすることにより、本発明レール鋼の符号
C,E,Gに示すように車輪とのなじみ性、耐ころがり
疲労損傷性に加えて電気伝導性を付与することが可能と
なる。本発明によって、特に旅客列車の高速運転区間に
要求される、車輪とのなじみ性、耐ころがり疲労損傷
性、さらには、電気伝導性を兼ね備えたレールの提供が
可能となった。
As shown in Tables 2 and 3, in the rail steel according to the present invention, the range of bainite structure at the rail head and its hardness, the appropriate selection of chemical components and the amount of addition thereof were adjusted. As shown in FIG. 2 , a bainite structure having a lower hardness is arranged in a certain range of the front surface of the rail, and a bainite structure having a higher hardness than the front surface is arranged inside the rail, so that the yield strength (hardness) of the front surface is improved. The plastic deformation of the low bainite structure ensures the initial conformity with the wheel, and before the damage occurs due to excessive metal flow (plastic deformation), the surface of the head wears due to rolling contact with the wheel and the internal hardness The high bainite structure prevents the plastic deformation from progressing, thereby making it possible to prevent the occurrence of rolling fatigue damage (dark spot damage) for a long period of time. Further, the electric resistance value of the invention rail steel according to the formula 1 is 26.5 μΩ.
By setting the diameter to not more than cm, the rail steel of the present invention can impart not only conformability to wheels and resistance to rolling contact fatigue damage but also electrical conductivity as shown by symbols C, E and G. According to the present invention, it has become possible to provide a rail, which is required particularly in a high-speed operation section of a passenger train, and which has both familiarity with wheels, anti-rolling fatigue damage, and electric conductivity.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レールの頭部コーナー部および頭頂部の
表面から深さ0.2〜1mmまでの部分が硬さHv180
〜240未満のベイナイト組織からなり、さらに、この
部分よりもレール内側であって、かつレールの頭部コー
ナー部および頭頂部の表面から少なくとも深さ15mmま
での部分が、硬さHv240〜300のベイナイト組織
からなることを特徴とする車輪とのなじみ性および耐こ
ろがり疲労損傷性に優れたベイナイト系鋼レール。
1. The hardness of the rail is from Hv180 to 0.2 mm in depth from the surface of the corner and top of the rail.
A bainite structure having a hardness Hv of 240 to 300, which is composed of a bainite structure having a hardness of Hv 240 to 300 from the surface of the head corner and the top of the rail to a depth of at least 15 mm. A bainite-based steel rail having excellent conformability to wheels and excellent rolling fatigue resistance, characterized by comprising a structure.
【請求項2】 重量%で、 C :0.15〜0.45%、 Si:0.10〜0.50%、 Mn:0.50超〜1.80%、 Cr:0.20〜1.80%、 Mo:0.01〜0.60%、 P :≦0.025%、 S :≦0.025% を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなる鋼レ
ールであって、レールの頭部コーナー部および頭頂部の
表面から深さ0.2〜1mmまでの部分が硬さHv180
〜240未満のベイナイト組織からなり、さらに、この
部分よりもレール内側であって、かつレールの頭部コー
ナー部および頭頂部の表面から少なくとも深さ15mmま
での部分が、硬さHv240〜300のベイナイト組織
からなることを特徴とする車輪とのなじみ性および耐こ
ろがり疲労損傷性に優れたベイナイト系鋼レール。
2. In% by weight, C: 0.15 to 0.45%, Si: 0.10 to 0.50%, Mn: more than 0.50 to 1.80%, Cr: 0.20 to 1 80%, Mo: 0.01 to 0.60%, P: ≦ 0.025%, S: ≦ 0.025%, the balance being iron and unavoidable impurities. The portion from the surface of the head corner and the crown to the depth of 0.2 to 1 mm has a hardness of Hv180.
A bainite structure having a hardness Hv of 240 to 300, which is composed of a bainite structure having a hardness of Hv 240 to 300 from the surface of the head corner and the top of the rail to a depth of at least 15 mm. A bainite-based steel rail having excellent conformability to wheels and excellent rolling fatigue resistance, characterized by comprising a structure.
【請求項3】 重量%で、 C :0.15〜0.45%、 Si:0.10〜0.50%、 Mn:0.50超〜1.80%、 Cr:0.20〜1.80%、 Mo:0.01〜0.60%、 P :≦0.025%、 S :≦0.025% を含有し、さらに、 Cu:0.05〜0.50%、 Ni:0.05〜1.00%、 Ti:0.01〜0.05%、 V :0.01〜0.30%、 Nb:0.01超〜0.05%、 B :0.0005〜0.0050% の一種または二種以上を含有し、残部が鉄および不可避
的不純物からなる鋼レールであって、レールの頭部コー
ナー部および頭頂部の表面から深さ0.2〜1mmまでの
部分が硬さHv180〜240未満のベイナイト組織か
らなり、さらに、この部分よりもレール内側であって、
かつレールの頭部コーナー部および頭頂部の表面から少
なくとも深さ15mmまでの部分が、硬さHv240〜3
00のベイナイト組織からなることを特徴とする車輪と
のなじみ性および耐ころがり疲労損傷性に優れたベイナ
イト系鋼レール。
3. In% by weight, C: 0.15 to 0.45%, Si: 0.10 to 0.50%, Mn: more than 0.50 to 1.80%, Cr: 0.20 to 1 .80%, Mo: 0.01 to 0.60%, P: ≤ 0.025%, S: ≤ 0.025%, Cu: 0.05 to 0.50%, Ni: 0 0.05-1.00%, Ti: 0.01-0.05%, V: 0.01-0.30%, Nb: more than 0.01-0.05%, B: 0.0005-0. A steel rail containing one or more of 0050%, the balance being iron and unavoidable impurities, wherein a part of the rail from the surface at the head corner and top to a depth of 0.2 to 1 mm is formed. It consists of a bainite structure having a hardness of less than Hv 180 to 240, and further inside the rail than this part,
In addition, at least a portion having a depth of at least 15 mm from the surface of the head corner and top of the rail has a hardness of Hv240 to Hv3.
A bainite-based steel rail comprising a bainite structure of No. 00 and having excellent conformability to wheels and resistance to rolling fatigue damage.
【請求項4】 下記式1による電気抵抗値が26.5μ
Ω・cm以下であることを特徴とする請求項1、2又は
3記載の車輪のなじみ性および耐ころがり疲労損傷性に
優れたベイナイト系鋼レール。 *電気抵抗計算式(μΩ・cm) 計算式=10.1+6.1[C]+13.8[Si]+6.3[Mn]+5.2[Cr]+17.2[P]+11.2[S]+2.9[Ti] +2.5[Ni]+6.O[Cu]+5.5[V]+3.3[Mo] ・・・・・・・式1 但し、[元素]は重量%。
4. The electric resistance according to the following equation 1 is 26.5 μm.
The bainite steel rail according to claim 1, 2 or 3, wherein the bainite steel rail is excellent in conformability and rolling fatigue damage resistance. * Electrical resistance calculation formula (μΩ · cm) Calculation formula = 10.1 + 6.1 [C] +13.8 [Si] +6.3 [Mn] +5.2 [Cr] +17.2 [P] +11.2 [S] +2.9 [Ti] + 2.5 [Ni] + 6.O [Cu] +5.5 [V] +3.3 [Mo] Formula 1 where [element] is% by weight.
JP10321126A 1998-11-11 1998-11-11 Bainitic steel rail excellent in fitness with wheel and rolling fatigue damage resistance Withdrawn JP2000144327A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10321126A JP2000144327A (en) 1998-11-11 1998-11-11 Bainitic steel rail excellent in fitness with wheel and rolling fatigue damage resistance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10321126A JP2000144327A (en) 1998-11-11 1998-11-11 Bainitic steel rail excellent in fitness with wheel and rolling fatigue damage resistance

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000144327A true JP2000144327A (en) 2000-05-26

Family

ID=18129109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10321126A Withdrawn JP2000144327A (en) 1998-11-11 1998-11-11 Bainitic steel rail excellent in fitness with wheel and rolling fatigue damage resistance

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000144327A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016107517A1 (en) * 2014-12-30 2016-07-07 中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 High wear-resistant alloy steel for railway frog and manufacturing method therefor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016107517A1 (en) * 2014-12-30 2016-07-07 中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 High wear-resistant alloy steel for railway frog and manufacturing method therefor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3290669B2 (en) Bainitic rail with excellent surface fatigue damage resistance and wear resistance
JPH09316598A (en) Pearlitic rail, excellent in wear resistance and weldability, and its production
JP3445619B2 (en) Rail with excellent wear resistance and internal damage resistance, and method of manufacturing the same
JPH08246100A (en) Pearlitic rail excellent in wear resistance and its production
JP6729522B2 (en) Thick wear-resistant steel plate, method of manufacturing the same, and method of manufacturing wear-resistant member
JP2000199041A (en) Bainitic rail excellent in rolling fatigue damaging resistance and inside fatigue damaging resistance
JPS613842A (en) Manufacture of high strength rail
JP3631712B2 (en) Heat-treated pearlitic rail with excellent surface damage resistance and toughness, and its manufacturing method
JP3522613B2 (en) Bainitic rails with excellent rolling fatigue damage resistance, internal fatigue damage resistance, and welded joint characteristics, and manufacturing methods thereof
JP2912123B2 (en) Manufacturing method of high-strength and high-toughness bainite-based rail with excellent surface damage resistance
JP2002363698A (en) Rail having excellent rolling fatigue damage resistance and wear resistance, and production method therefor
JPH1192866A (en) Bainitic steel rail excellent in joinability in weld zone, and its production
JPH06248347A (en) Production of high strength rail having bainitic structure and excellent in surface damaging resistance
JP3117916B2 (en) Manufacturing method of pearlitic rail with excellent wear resistance
JP2000144327A (en) Bainitic steel rail excellent in fitness with wheel and rolling fatigue damage resistance
JP3287495B2 (en) Manufacturing method of bainite steel rail with excellent surface damage resistance
JP3832169B2 (en) Method for manufacturing pearlitic steel rails with excellent wear resistance and ductility
JP4336028B2 (en) A pearlite rail with excellent wear resistance containing spheroidized carbides
JP4795004B2 (en) Bainite rail
JP4267267B2 (en) Heat treatment method for pearlitic rails with excellent wear resistance and internal fatigue damage resistance
CN113557312A (en) Rail for railway vehicle
JP2912117B2 (en) Manufacturing method of high strength rail with bainite structure and excellent surface damage resistance
JP4828109B2 (en) Perlite steel rail
JP2000008142A (en) Pearlitic rail excellent in inside fatigue damage resistance and its production
JP2000017391A (en) Bainitic rail excellent in electric conductivity as well as in resistance to rolling fatigue damage

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20060207