JPH0320442A - 電気伝導性に優れた低合金高強度レール - Google Patents
電気伝導性に優れた低合金高強度レールInfo
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- JPH0320442A JPH0320442A JP11614989A JP11614989A JPH0320442A JP H0320442 A JPH0320442 A JP H0320442A JP 11614989 A JP11614989 A JP 11614989A JP 11614989 A JP11614989 A JP 11614989A JP H0320442 A JPH0320442 A JP H0320442A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、鉄道線路の曲線部に用いられる低合金高強度
レールに関し、特に電気伝導性を劣化させることなく焼
入性の向上を図った低合金高強度レールに関するもので
ある。
レールに関し、特に電気伝導性を劣化させることなく焼
入性の向上を図った低合金高強度レールに関するもので
ある。
従来、耐摩耗用硬頭レールの頭部を熱処理により深く硬
化するために合金を添加した低合金高強度レールは、例
えば特願昭４９−７２６６７号明細書に開示されている
ように、延性、靭性の向上及び硬化層を深く形戒するた
めに、細粒化元素と同時に、細粒化による焼入性の低下
を補いかつ硬化層を深く形或するための合金元素を多量
に添加するものであった。
化するために合金を添加した低合金高強度レールは、例
えば特願昭４９−７２６６７号明細書に開示されている
ように、延性、靭性の向上及び硬化層を深く形戒するた
めに、細粒化元素と同時に、細粒化による焼入性の低下
を補いかつ硬化層を深く形或するための合金元素を多量
に添加するものであった。
また、特願昭６１−２０５８２７号明細書に開示されて
いるように、Ｓｉ、Ｃｒを多量に添加し、フラッシュ溶
接継手の熱影響部の硬さをＩＩＶ ３７０〜４１０に硬
化させ、母材と同等の耐摩耗性を溶接部に付与したりす
るものがあった。
いるように、Ｓｉ、Ｃｒを多量に添加し、フラッシュ溶
接継手の熱影響部の硬さをＩＩＶ ３７０〜４１０に硬
化させ、母材と同等の耐摩耗性を溶接部に付与したりす
るものがあった。
ところで、Ｓｉおよび他の合金元素を多量に添加した場
合、電気伝導性が劣化し、鉄道の曲線部外軌に敷設され
たとき信号電流の低下をまねき、信号の誤作動の原因と
なる。したがって熱処理レールの耐摩耗性を改良するた
めに合金添加を行って焼入性を高めるとき電気伝導性が
劣化するという問理点がある。
合、電気伝導性が劣化し、鉄道の曲線部外軌に敷設され
たとき信号電流の低下をまねき、信号の誤作動の原因と
なる。したがって熱処理レールの耐摩耗性を改良するた
めに合金添加を行って焼入性を高めるとき電気伝導性が
劣化するという問理点がある。
しかし、従来の低合金高強度レールは、本来の目的であ
る耐摩耗性向上を図るために、熱処理により頭部の硬化
層を深く形威することの外、延性及び靭性の向上、溶接
継手性能の向上等の改良を同時に達成せんとしたために
、合金添加を必要以上に行っていた．さらに、電気伝導
性を考慮し、電気伝導性の劣化（低下）をきたすことな
く焼入性の向上を図る最適な合金添加をすることがなさ
れていなかったことにより、電気伝導性が従来広く使用
されている耐摩耗用の熱処理レール（ＪＩＳＥ−１１２
０、ＪＩＳ Ｅ−１１２４など）に比べて劣化しており
、信号障害の原因となった。
る耐摩耗性向上を図るために、熱処理により頭部の硬化
層を深く形威することの外、延性及び靭性の向上、溶接
継手性能の向上等の改良を同時に達成せんとしたために
、合金添加を必要以上に行っていた．さらに、電気伝導
性を考慮し、電気伝導性の劣化（低下）をきたすことな
く焼入性の向上を図る最適な合金添加をすることがなさ
れていなかったことにより、電気伝導性が従来広く使用
されている耐摩耗用の熱処理レール（ＪＩＳＥ−１１２
０、ＪＩＳ Ｅ−１１２４など）に比べて劣化しており
、信号障害の原因となった。
本発明は以上の問題点を解決し、電気伝導性を劣化させ
ることなく、すなわち従来の熱処理レールと同等の電気
伝導性を有しつつ、焼入性の向上を図って頭部硬化層を
深く形成して耐摩耗性の向上を達戒する低合金高強度レ
ールを提供することを目的としている。
ることなく、すなわち従来の熱処理レールと同等の電気
伝導性を有しつつ、焼入性の向上を図って頭部硬化層を
深く形成して耐摩耗性の向上を達戒する低合金高強度レ
ールを提供することを目的としている。
本発明者らは、電気伝導性を劣化させることなく、頭部
硬化層を深く形或できるように焼入性を向上させること
について種々研究した。その結果、添加元素単位当りに
対する電気抵抗の上昇分と焼入性の上昇分との比につい
て合金元素間に以下の関係のあることを見出した。
硬化層を深く形或できるように焼入性を向上させること
について種々研究した。その結果、添加元素単位当りに
対する電気抵抗の上昇分と焼入性の上昇分との比につい
て合金元素間に以下の関係のあることを見出した。
ここでａは合金元素名
Ｙ（Ｓｉ） ： Ｙ（Ｍｎ） ： Ｙ（Ｃｒ） ： Ｙ
（Ｎｏ） ： Ｙ（Ｖ）−３０：８：６：１：１である
。
（Ｎｏ） ： Ｙ（Ｖ）−３０：８：６：１：１である
。
従って従来多量に添加されていたＳｉ， Ｍｎ， Ｃｒ
については、材質上必要とされる最小限の量に添加量を
おさえ、かつ問、■を効果的に添加することにより、電
気伝導性を劣化させることなく焼入性を向上させること
ができることが判明した。さらに可能な限りにおいて不
純物元素を抑えることも効果があることを見い出した。
については、材質上必要とされる最小限の量に添加量を
おさえ、かつ問、■を効果的に添加することにより、電
気伝導性を劣化させることなく焼入性を向上させること
ができることが判明した。さらに可能な限りにおいて不
純物元素を抑えることも効果があることを見い出した。
本発明は、以上の研究の結果初めてなされたもので、Ｃ
：０．６５〜０．８５ｗｔ％、Ｓｉ：Ｑ．０５〜０．３
０ｗｔ％、Ｍｎ：０．５０〜０．９５ｗｔ％、Ｃｒ：０
．０３〜０．２０ｗｔ％、ＡＩ：０．００１〜０．００
７貨ｔ％、Ｐ ：０．０２５脣ｔ％以下、Ｓ ：０．０
１５組％以下、Ｎ ：０．００５ｗｔ％以下を含有し、
かつＭｏ：０．０２〜０．１０ｗｔ％、Ｖ ：０．０２
〜０．０６ｗｔ％の１種又は２種が添加され、頭部表面
硬さを熱処理によりＨＢ３３０〜４０５に硬化させた残
部鉄及び不可避的不純物を有する電気伝導性に優れた低
合金高強度レールとしたものである． 合金或分範囲は以下の理由によって決められた。
：０．６５〜０．８５ｗｔ％、Ｓｉ：Ｑ．０５〜０．３
０ｗｔ％、Ｍｎ：０．５０〜０．９５ｗｔ％、Ｃｒ：０
．０３〜０．２０ｗｔ％、ＡＩ：０．００１〜０．００
７貨ｔ％、Ｐ ：０．０２５脣ｔ％以下、Ｓ ：０．０
１５組％以下、Ｎ ：０．００５ｗｔ％以下を含有し、
かつＭｏ：０．０２〜０．１０ｗｔ％、Ｖ ：０．０２
〜０．０６ｗｔ％の１種又は２種が添加され、頭部表面
硬さを熱処理によりＨＢ３３０〜４０５に硬化させた残
部鉄及び不可避的不純物を有する電気伝導性に優れた低
合金高強度レールとしたものである． 合金或分範囲は以下の理由によって決められた。
Ｃは耐摩耗性能上欠くことのできない元素であり、０．
６５ｗｔ％以下では耐摩耗性が劣るためこれを下限とし
た。一方０．８５ｗｔ％以上では初折セメンタイトの生
成により延性が顕著に劣化するためこれを上限とした。
６５ｗｔ％以下では耐摩耗性が劣るためこれを下限とし
た。一方０．８５ｗｔ％以上では初折セメンタイトの生
成により延性が顕著に劣化するためこれを上限とした。
Ｓｔは電気抵抗を上昇させる元素であり、添加量を抑え
るべき元素である。しかし０．０５ｗｔ％以下では脱酸
能が低くなりすぎ、レールの清浄性が劣化するためこれ
を下限とした。一方０．３０ｗｔ％以上では電気抵抗に
占めるＳｉ分の割合が大きくなり、従来の熱処理レール
と同等の電気伝導性を有しつつ、かつ焼入性の向上が必
要とされる？Ｓｏ， Ｖの添加を図ることができなくな
るためこれを上限とした．好ましくは０．２０ｗｔ％以
下である。
るべき元素である。しかし０．０５ｗｔ％以下では脱酸
能が低くなりすぎ、レールの清浄性が劣化するためこれ
を下限とした。一方０．３０ｗｔ％以上では電気抵抗に
占めるＳｉ分の割合が大きくなり、従来の熱処理レール
と同等の電気伝導性を有しつつ、かつ焼入性の向上が必
要とされる？Ｓｏ， Ｖの添加を図ることができなくな
るためこれを上限とした．好ましくは０．２０ｗｔ％以
下である。
Ｍｎは強化元素として必要不可欠な元素である。
０．５０ｗｔ％以上でこの効果が大きい。しかし０．９
５ｗｔ％以上では電気抵抗に占める割合が大きく、Ｓｉ
の場合と同様の理由によりこれを上限とした。
５ｗｔ％以上では電気抵抗に占める割合が大きく、Ｓｉ
の場合と同様の理由によりこれを上限とした。
Ｃｒはセメンタイトに多く分配し、セメンタイトの強化
に効果を示し、耐摩耗性向上の上から必要不可欠な元素
である。０．０３ｗｔ％以上から効果を示し、０．１５
ｗｔ％までその効果の上昇が顕著であり、０．２０ｗｔ
％以上ではこれ以下に比べて効果が小さくかつ、電気抵
抗の上昇を抑える必要からこれを上限とした．よって０
．０３〜０．２０ｗｔ％に限定した。好ましくは０．０
３〜０．１５ｗｔ％である。
に効果を示し、耐摩耗性向上の上から必要不可欠な元素
である。０．０３ｗｔ％以上から効果を示し、０．１５
ｗｔ％までその効果の上昇が顕著であり、０．２０ｗｔ
％以上ではこれ以下に比べて効果が小さくかつ、電気抵
抗の上昇を抑える必要からこれを上限とした．よって０
．０３〜０．２０ｗｔ％に限定した。好ましくは０．０
３〜０．１５ｗｔ％である。
ＡＩは、脱酸元素として最低０ ．００１ｗｔ％必要で
あり、０ ．００７ｗｔ％以上では熱処理時のＴ粒系を
微細化して焼入性を低下させるためこれを上限とした。
あり、０ ．００７ｗｔ％以上では熱処理時のＴ粒系を
微細化して焼入性を低下させるためこれを上限とした。
よって０ ．００１〜０ ．００７ｗｔ％に限定した。
Ｐ．．Ｓ及びＮについては電気抵抗を低くするため上限
を決めた。Ｐについては０ ．０２５ｗｔ％以下、Ｓに
ついては、０ ．０１５ｗｔ％以下、Ｎについては０
．００５ｗｔ％以下に限定した。
を決めた。Ｐについては０ ．０２５ｗｔ％以下、Ｓに
ついては、０ ．０１５ｗｔ％以下、Ｎについては０
．００５ｗｔ％以下に限定した。
Ｎｏ、■は焼入性向上により熱処理時の冷却効果を高め
、頭部硬化層を深くするために欠かせない元素であり電
気抵抗の上昇も極めて少ない。両元素とも同じ作用を示
し、焼入性効果を示す添加量を下限とし、上限は靭性劣
化が顕著となりだす添加量とした。よってＭｏについて
は０．０２〜０．１０ｔｎｔ％に、■については０．０
２〜０．０６ｗｔ％にそれぞれ限定した。
、頭部硬化層を深くするために欠かせない元素であり電
気抵抗の上昇も極めて少ない。両元素とも同じ作用を示
し、焼入性効果を示す添加量を下限とし、上限は靭性劣
化が顕著となりだす添加量とした。よってＭｏについて
は０．０２〜０．１０ｔｎｔ％に、■については０．０
２〜０．０６ｗｔ％にそれぞれ限定した。
上記化学威分を有する低合金レールを熱処理により頭部
表面硬“さをＨＢ ３３０〜４０５とすることにより耐
摩耗性を付与した．頭部の熱処理をするに当たっては、
熱間圧延後Ａ ｒ．以上の温度から強制冷却するか、も
しくは熱間圧延後一旦放冷し、その後再加熱してＡ ｃ
１以上にした後強制冷却することにより硬化させる。
表面硬“さをＨＢ ３３０〜４０５とすることにより耐
摩耗性を付与した．頭部の熱処理をするに当たっては、
熱間圧延後Ａ ｒ．以上の温度から強制冷却するか、も
しくは熱間圧延後一旦放冷し、その後再加熱してＡ ｃ
１以上にした後強制冷却することにより硬化させる。
必要に応じて焼戻しもできる。
本発明の実施例Ａ，Ｂ，Ｃは、表１に示す化学成分の本
発明鋼を、９００゜Ｃに全体加熱した後頭部を圧縮空気
により強制冷却し、高強度微細パーライト組織とした低
合金高強度レールである。
発明鋼を、９００゜Ｃに全体加熱した後頭部を圧縮空気
により強制冷却し、高強度微細パーライト組織とした低
合金高強度レールである。
従来例Ｄは、表１に示す化学威分の従来鋼を、実施例と
同様の方法で高強度微細パーライト組織とした低合金高
強度レールである． 従来例Ｅ．．Ｆは、それぞれＪＩＳ Ｅ−１１２０及び
ＪＩＳＥ−１１２４に相当する熱処理レールである。
同様の方法で高強度微細パーライト組織とした低合金高
強度レールである． 従来例Ｅ．．Ｆは、それぞれＪＩＳ Ｅ−１１２０及び
ＪＩＳＥ−１１２４に相当する熱処理レールである。
なお、レールの電気抵抗及び頭部表面硬さを表１に、頭
内部の硬度分布を第１図に示す。
内部の硬度分布を第１図に示す。
総てＪＩＳの６ ０ ｋｇ ／ｖ＊レールとした。
なお、レールの電気抵抗は２５ｍ長さの実物レールの両
端に電極を接続して定電流を流し、このときのレール中
央２３ｍ間での電圧を測定して、２０゜Ｃにおける固有
抵抗率ρ（μΩ・ｃｍ）として求めた。
端に電極を接続して定電流を流し、このときのレール中
央２３ｍ間での電圧を測定して、２０゜Ｃにおける固有
抵抗率ρ（μΩ・ｃｍ）として求めた。
これらの結果より、本発明の定合金高強度レールＡ，Ｂ
及びＣは従来の低合金高強度レールＤと同等の頭部表面
硬さを有し、かつ熱処理レールＥ、Ｆに比べて同等以上
になっている。
及びＣは従来の低合金高強度レールＤと同等の頭部表面
硬さを有し、かつ熱処理レールＥ、Ｆに比べて同等以上
になっている。
さらに、第ｌ図に示すように、十分深く硬化し従来の低
合金高強度レールと同等の硬化層深さを有し、かつ従来
の熱処理レールＥ，Ｆに比べて、ＨＶ ３５０を示す深
さで比較して１．５倍以上の硬化層を示した。
合金高強度レールと同等の硬化層深さを有し、かつ従来
の熱処理レールＥ，Ｆに比べて、ＨＶ ３５０を示す深
さで比較して１．５倍以上の硬化層を示した。
一方、電気伝導性においては、本発明の低合金高強度レ
ールＡ，Ｂ，Ｃは従来の低合金高強度レールＤに比べて
約２０％も良好で、従来の熱処理レールＥ，Ｆと同等で
あった． 〔発明の効果〕 本発明の低合金高強度レールは、電気伝導性の劣化をき
たすことなく合金元素添加による焼入性の向上が図られ
、頭部硬化層を深く形成して耐摩耗性に優れている。従
って、鉄道において、信号の誤作動という問題を発生さ
せることなく、長寿命な耐摩耗性レールとして使用する
ことができる．
ールＡ，Ｂ，Ｃは従来の低合金高強度レールＤに比べて
約２０％も良好で、従来の熱処理レールＥ，Ｆと同等で
あった． 〔発明の効果〕 本発明の低合金高強度レールは、電気伝導性の劣化をき
たすことなく合金元素添加による焼入性の向上が図られ
、頭部硬化層を深く形成して耐摩耗性に優れている。従
って、鉄道において、信号の誤作動という問題を発生さ
せることなく、長寿命な耐摩耗性レールとして使用する
ことができる．
第１図は、実施例Ａ，Ｂ，Ｃ、従来例Ｄ，Ｅ、Ｆの頭内
部の硬度分布図である。
部の硬度分布図である。
Claims (1)
- Ｃ：０．６５〜０．８５ｗｔ％、Ｓｉ：０．０５〜０．
３０ｗｔ％、Ｍｎ：０．５０〜０．９５ｗｔ％、Ｃｒ：
０．０３〜０．２０ｗｔ％、Ａｌ：０．００１〜０．０
０７ｗｔ％、Ｐ：０．０２５ｗｔ％以下、Ｓ：０．０１
５ｗｔ％以下、Ｎ：０．００５ｗｔ％以下を含有し、か
つＭｏ：０．０２〜０．１０ｗｔ％、Ｖ：０．０２〜０
．０６ｗｔ％の１種又は２種が添加され、頭部表面硬さ
を熱処理によりＨＢ３３０〜４０５に硬化させた残部鉄
及び不可避的不純物を有する電気伝導性に優れた低合金
高強度レール
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1116149A JPH07107186B2 (ja) | 1989-03-20 | 1989-05-11 | 電気伝導性に優れた低合金高強度レール |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1-68773 | 1989-03-20 | ||
| JP6877389 | 1989-03-20 | ||
| JP1116149A JPH07107186B2 (ja) | 1989-03-20 | 1989-05-11 | 電気伝導性に優れた低合金高強度レール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0320442A true JPH0320442A (ja) | 1991-01-29 |
| JPH07107186B2 JPH07107186B2 (ja) | 1995-11-15 |
Family
ID=26409967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1116149A Expired - Lifetime JPH07107186B2 (ja) | 1989-03-20 | 1989-05-11 | 電気伝導性に優れた低合金高強度レール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07107186B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57198216A (en) * | 1981-05-27 | 1982-12-04 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Manufacture of high-strength rail |
| JPS6362846A (ja) * | 1986-09-03 | 1988-03-19 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 溶接部の耐軟化性に優れた低合金高強度レ−ル |
-
1989
- 1989-05-11 JP JP1116149A patent/JPH07107186B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57198216A (en) * | 1981-05-27 | 1982-12-04 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Manufacture of high-strength rail |
| JPS6362846A (ja) * | 1986-09-03 | 1988-03-19 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 溶接部の耐軟化性に優れた低合金高強度レ−ル |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07107186B2 (ja) | 1995-11-15 |
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Legal Events
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