JPH0849019A - 高疲労限度比および高延性値を有するレール - Google Patents
高疲労限度比および高延性値を有するレールInfo
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- JPH0849019A JPH0849019A JP20028594A JP20028594A JPH0849019A JP H0849019 A JPH0849019 A JP H0849019A JP 20028594 A JP20028594 A JP 20028594A JP 20028594 A JP20028594 A JP 20028594A JP H0849019 A JPH0849019 A JP H0849019A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は高疲労限度比および高延性値を有す
るレールを提供する。 【構成】 レール鋼の組織において、パーライトラメラ
間隔が０．２μｍより小さく、かつパーライトブロック
サイズＮｏ．が４を超え１１以下の範囲にあることを特
徴とする。 【効果】 パーライトラメラ間隔を０．２μｍより小さ
くすることでレールを高強度化して耐摩耗性を増し、か
つパーライトブロックサイズをＮｏ．５〜Ｎｏ．１１の
範囲に小さくすることで高い疲労限度比を得ながら、高
延性値を保有させ、レールの使用性能の向上を一段と図
っている。
るレールを提供する。 【構成】 レール鋼の組織において、パーライトラメラ
間隔が０．２μｍより小さく、かつパーライトブロック
サイズＮｏ．が４を超え１１以下の範囲にあることを特
徴とする。 【効果】 パーライトラメラ間隔を０．２μｍより小さ
くすることでレールを高強度化して耐摩耗性を増し、か
つパーライトブロックサイズをＮｏ．５〜Ｎｏ．１１の
範囲に小さくすることで高い疲労限度比を得ながら、高
延性値を保有させ、レールの使用性能の向上を一段と図
っている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は疲労限度比および延性値
の優れたレールに関するものである。
の優れたレールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鉄道の高効率化指向から、列車の高速
化、メンテナンスフリー化および安全性確保が最大の課
題となってきている。こうした背景にともない、列車を
支えるレールの使用性能について、いっそうの改善が要
求されてきている。中でもレールの大半は疲労破壊によ
り折損に至ることから、特に疲労強度の改善要求が強
い。
化、メンテナンスフリー化および安全性確保が最大の課
題となってきている。こうした背景にともない、列車を
支えるレールの使用性能について、いっそうの改善が要
求されてきている。中でもレールの大半は疲労破壊によ
り折損に至ることから、特に疲労強度の改善要求が強
い。
【０００３】従来レール鋼の疲労強度については特開平
４−１７９２１の発明によって、レールの頭部および底
部にローラー加工を施したり、圧下矯正することで加工
硬化させて疲労が問題となる部位を強化し、同時に圧縮
残留応力を付与させて耐疲労性を高める方法が行われて
いる。こうした発明により疲労強度のかなりの改善が行
われている。ただしこれらの発明では、ローラー加工機
等の機械加工設備が必要である。該機械加工設備なしに
疲労強度を改善する方法については、従来では単にレー
ルの高強度化のみで対処してきた。すなわち、レールの
高強度化はパーライトラメラ間隔のみによって決まり、
パーライトラメラ間隔を熱処理や合金元素を微量に添加
して小さくすることで達成できた。
４−１７９２１の発明によって、レールの頭部および底
部にローラー加工を施したり、圧下矯正することで加工
硬化させて疲労が問題となる部位を強化し、同時に圧縮
残留応力を付与させて耐疲労性を高める方法が行われて
いる。こうした発明により疲労強度のかなりの改善が行
われている。ただしこれらの発明では、ローラー加工機
等の機械加工設備が必要である。該機械加工設備なしに
疲労強度を改善する方法については、従来では単にレー
ルの高強度化のみで対処してきた。すなわち、レールの
高強度化はパーライトラメラ間隔のみによって決まり、
パーライトラメラ間隔を熱処理や合金元素を微量に添加
して小さくすることで達成できた。
【０００４】ここで、パーライトラメラ間隔とは図３に
示すように、セメンタイトとフェライトからなるパーラ
イトラメラ（縞模様）の間隔である。また、パーライト
ブロックとは結晶方位の同じパーライトの集合で結晶方
向もラメラの方向も同じパーライトのコロニーの集合で
ある。
示すように、セメンタイトとフェライトからなるパーラ
イトラメラ（縞模様）の間隔である。また、パーライト
ブロックとは結晶方位の同じパーライトの集合で結晶方
向もラメラの方向も同じパーライトのコロニーの集合で
ある。
【０００５】ところが、パーライトラメラ間隔を小さく
することで高強度化は可能となるが、一方でレール材質
が脆くなり、早期に脆性破壊し易い欠点を有していた。
したがって、機械加工を行わなくても高い疲労強度を有
すると同時に、良好な延性値も有するレールが望まれて
いた。
することで高強度化は可能となるが、一方でレール材質
が脆くなり、早期に脆性破壊し易い欠点を有していた。
したがって、機械加工を行わなくても高い疲労強度を有
すると同時に、良好な延性値も有するレールが望まれて
いた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のような問題点を
抜本的に解決するために、本発明者らはまず、現状の各
種レールについて基本的な疲労強度を詳細に調査した。
その結果、図１に回転曲げ疲労強度の調査結果（ＪＩＳ
Ｚ ２２７４準拠）の一例を示すように、各種レール
の疲労限度は一義的にレールの静的引張強さと強い相関
関係があり、引張強さが高いほど疲労限度が高いことが
分かった。しかし。静的引張強さが高ければ疲労限度は
向上するものの延性値は逆に低下する問題があり、さら
に、図１中に一点鎖線で示すように、一般鋼の疲労限度
が引張強さ（σB ）の約０．５倍で求められるのに対
し、レール鋼の場合の疲労限度は引張強さの約０．４倍
の値となり、一般鋼の疲労限度比よりレール鋼の疲労限
度比は約２０％低いことが分かった。そこで、高い疲労
限度比を有しながら高延性値を付与する方法についてパ
ーライト組織に限定して諸検討を行った。パーライト組
織に限定した理由は同一静的強度を有する他のどの組織
よりパーライト組織の方が耐摩耗性、および耐転がり疲
労性に優れているためである。
抜本的に解決するために、本発明者らはまず、現状の各
種レールについて基本的な疲労強度を詳細に調査した。
その結果、図１に回転曲げ疲労強度の調査結果（ＪＩＳ
Ｚ ２２７４準拠）の一例を示すように、各種レール
の疲労限度は一義的にレールの静的引張強さと強い相関
関係があり、引張強さが高いほど疲労限度が高いことが
分かった。しかし。静的引張強さが高ければ疲労限度は
向上するものの延性値は逆に低下する問題があり、さら
に、図１中に一点鎖線で示すように、一般鋼の疲労限度
が引張強さ（σB ）の約０．５倍で求められるのに対
し、レール鋼の場合の疲労限度は引張強さの約０．４倍
の値となり、一般鋼の疲労限度比よりレール鋼の疲労限
度比は約２０％低いことが分かった。そこで、高い疲労
限度比を有しながら高延性値を付与する方法についてパ
ーライト組織に限定して諸検討を行った。パーライト組
織に限定した理由は同一静的強度を有する他のどの組織
よりパーライト組織の方が耐摩耗性、および耐転がり疲
労性に優れているためである。
【０００７】検討はパーライトの組織因子としてラメラ
間隔を変えながら、かつパーライトブロックサイズを種
々変えて疲労強度および引張試験での延性値（絞り％）
で評価を行った。その結果、パーライトラメラ間隔が小
さくなるほど疲労限度は向上することが分かった。この
理由について、疲労き裂発生過程を詳細に調べた結果、
疲労き裂はパーライトラメラ層間のすべりに起因して発
生することが判明し、したがってラメラ間隔が小さいほ
ど、ラメラ層間すべりが抑制されて疲労強度が向上する
ことを解明した。しかし、延性値は逆にラメラ間隔が小
さくなるほどすべり抵抗が大きいことから小さくなるこ
とが分かった。
間隔を変えながら、かつパーライトブロックサイズを種
々変えて疲労強度および引張試験での延性値（絞り％）
で評価を行った。その結果、パーライトラメラ間隔が小
さくなるほど疲労限度は向上することが分かった。この
理由について、疲労き裂発生過程を詳細に調べた結果、
疲労き裂はパーライトラメラ層間のすべりに起因して発
生することが判明し、したがってラメラ間隔が小さいほ
ど、ラメラ層間すべりが抑制されて疲労強度が向上する
ことを解明した。しかし、延性値は逆にラメラ間隔が小
さくなるほどすべり抵抗が大きいことから小さくなるこ
とが分かった。
【０００８】一方パーライトブロックサイズと疲労限度
の関係にはブロックサイズが小さくなると疲労限度は向
上するが、ピーク値が存在し、ブロックサイズが小さす
ぎると疲労限度は逆に低下することが分かった。この理
由についても詳細に調査した結果、パーライトラメラの
層間すべりで発生した疲労き裂は、パーライトブロック
が障壁となって停留することが分かり、したがってブロ
ックサイズが小さいほど小さな停留き裂となって疲労限
度を高めていることが分かった。しかし、パーライトブ
ロックサイズが非常に小さくなると、それまでパーライ
トラメラ層間すべりが疲労き裂発生の起源であったの
が、パーライトブロック境界で疲労き裂が発生するとい
う新知見を得た。したがって、パーライトブロックサイ
ズを余りにも小さくすると、ブロック境界どうしがすべ
り易くなり逆に疲労限度は低下することが判明した。一
方、延性はブロックサイズが小さくなるとともに良好と
なることが分かった。
の関係にはブロックサイズが小さくなると疲労限度は向
上するが、ピーク値が存在し、ブロックサイズが小さす
ぎると疲労限度は逆に低下することが分かった。この理
由についても詳細に調査した結果、パーライトラメラの
層間すべりで発生した疲労き裂は、パーライトブロック
が障壁となって停留することが分かり、したがってブロ
ックサイズが小さいほど小さな停留き裂となって疲労限
度を高めていることが分かった。しかし、パーライトブ
ロックサイズが非常に小さくなると、それまでパーライ
トラメラ層間すべりが疲労き裂発生の起源であったの
が、パーライトブロック境界で疲労き裂が発生するとい
う新知見を得た。したがって、パーライトブロックサイ
ズを余りにも小さくすると、ブロック境界どうしがすべ
り易くなり逆に疲労限度は低下することが判明した。一
方、延性はブロックサイズが小さくなるとともに良好と
なることが分かった。
【０００９】実験結果をまとめた結果、良好な延性を有
しながら高疲労限度比を得るためにはレール鋼の組織に
おいて、パーライトラメラ間隔が０．２μｍより小さ
く、かつパーライトブロックサイズが４を越え１１以下
（ＪＩＳ Ｇ ０５５２の粒度Ｎｏ．に相当）の範囲に
すれば良いことが分かった。
しながら高疲労限度比を得るためにはレール鋼の組織に
おいて、パーライトラメラ間隔が０．２μｍより小さ
く、かつパーライトブロックサイズが４を越え１１以下
（ＪＩＳ Ｇ ０５５２の粒度Ｎｏ．に相当）の範囲に
すれば良いことが分かった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は上記知見に基づ
いてなされたもので、その主旨とするところは、レール
鋼の組織において、パーライトラメラ間隔が０．２μｍ
以下で、かつパーライトラブロックサイズが４を越え１
１以下の範囲にあることを特徴とする高疲労限度比およ
び高延性値を有するレールである。
いてなされたもので、その主旨とするところは、レール
鋼の組織において、パーライトラメラ間隔が０．２μｍ
以下で、かつパーライトラブロックサイズが４を越え１
１以下の範囲にあることを特徴とする高疲労限度比およ
び高延性値を有するレールである。
【００１１】
【作用】以下本発明について詳細に説明する。図２は本
発明の源となったパーライト組織因子を種々変化させ
て、回転曲げ疲労限度および引張試験での延性値を検討
した結果をまとめたものである。縦軸に疲労限度比と延
性値、横軸にパーライトブロックサイズ（ＪＩＳ Ｇ
０５５２の粒度Ｎｏ．に相当）を示す。疲労限度比はパ
ーライトブロックサイズが小さくなる（Ｎｏ．が大きく
なる）ほど向上するが、Ｎｏ．１１を越えると逆に低下
することが分かる。一方、引張試験における延性値（絞
り％）はパーライトブロックサイズが小さくなるほど
（Ｎｏ．が大きくなる）大きくなることが分かる。ま
た、パーライトラメラ間隔と疲労限度比の関係について
は、パーライトブロックサイズを５に一定して、ラメラ
間隔を変えて検討した結果、パーライトラメラ間隔が
０．２μｍを越える場合には疲労限度比は０．４未満と
なり、０．２μｍ以下の場合には０．４〜０．４３であ
った。なお、パーライトブロックサイズを別途変えてパ
ーライトラメラ間隔が疲労限度比に及ぼす影響について
検討した場合もほぼ同様な結果となった。
発明の源となったパーライト組織因子を種々変化させ
て、回転曲げ疲労限度および引張試験での延性値を検討
した結果をまとめたものである。縦軸に疲労限度比と延
性値、横軸にパーライトブロックサイズ（ＪＩＳ Ｇ
０５５２の粒度Ｎｏ．に相当）を示す。疲労限度比はパ
ーライトブロックサイズが小さくなる（Ｎｏ．が大きく
なる）ほど向上するが、Ｎｏ．１１を越えると逆に低下
することが分かる。一方、引張試験における延性値（絞
り％）はパーライトブロックサイズが小さくなるほど
（Ｎｏ．が大きくなる）大きくなることが分かる。ま
た、パーライトラメラ間隔と疲労限度比の関係について
は、パーライトブロックサイズを５に一定して、ラメラ
間隔を変えて検討した結果、パーライトラメラ間隔が
０．２μｍを越える場合には疲労限度比は０．４未満と
なり、０．２μｍ以下の場合には０．４〜０．４３であ
った。なお、パーライトブロックサイズを別途変えてパ
ーライトラメラ間隔が疲労限度比に及ぼす影響について
検討した場合もほぼ同様な結果となった。
【００１２】この結果から、本発明ではパーライトラメ
ラ間隔を０．２μｍ以下に限定し、かつパーライトブロ
ックサイズの範囲を４を越え１１以下の範囲に限定し
た。すなわち、パーライトラメラ間隔が０．２μｍを越
えるならば、従来レールより高い疲労限度比を得ること
ができない。一方、疲労限度比はパーライトブロックサ
イズのみに大きく依存し、従来レール鋼より高い疲労限
度比を得るには、ブロックサイズＮｏ．が４を越える必
要があること、さらにパーライトブロックサイズが小さ
くなると（Ｎｏ．が大きくなる）疲労限度比はＮｏ．に
比例して大きくなり、向上するが、ブロックサイズＮ
ｏ．が１１を越えると疲労限度比は逆に低下してくる。
また延性値（絞り％）はパーライトブロックサイズが小
さくなる（Ｎｏ．が大きくなる）ほど向上してくるの
で、高疲労限度比を有しながらかつ高延性値を有する範
囲としてパーライトブロックサイズＮｏ．を１１以下の
範囲に限定した。理想的にはパーライトラメラ間隔を
０．１μｍ以下とし、かつパーライトブロックサイズＮ
ｏ．を９〜１１に制御したレールが高強度を得て耐摩耗
性を保有し、高い延性値と同時に高疲労限度比を得るこ
とができる。
ラ間隔を０．２μｍ以下に限定し、かつパーライトブロ
ックサイズの範囲を４を越え１１以下の範囲に限定し
た。すなわち、パーライトラメラ間隔が０．２μｍを越
えるならば、従来レールより高い疲労限度比を得ること
ができない。一方、疲労限度比はパーライトブロックサ
イズのみに大きく依存し、従来レール鋼より高い疲労限
度比を得るには、ブロックサイズＮｏ．が４を越える必
要があること、さらにパーライトブロックサイズが小さ
くなると（Ｎｏ．が大きくなる）疲労限度比はＮｏ．に
比例して大きくなり、向上するが、ブロックサイズＮ
ｏ．が１１を越えると疲労限度比は逆に低下してくる。
また延性値（絞り％）はパーライトブロックサイズが小
さくなる（Ｎｏ．が大きくなる）ほど向上してくるの
で、高疲労限度比を有しながらかつ高延性値を有する範
囲としてパーライトブロックサイズＮｏ．を１１以下の
範囲に限定した。理想的にはパーライトラメラ間隔を
０．１μｍ以下とし、かつパーライトブロックサイズＮ
ｏ．を９〜１１に制御したレールが高強度を得て耐摩耗
性を保有し、高い延性値と同時に高疲労限度比を得るこ
とができる。
【００１３】ここで、本発明のレール組織を少なくとも
頭部表面から深さ１５ｍｍ、底部表面から深さ５ｍｍと
したのは、頭部表面から１５ｍｍ未満では列車通過によ
って耐疲労層が摩耗除去されるために耐疲労性が劣化
し、かつ底部では表面から５ｍｍ未満では腐食によって
損耗し、耐疲労性が劣化するためである。なお、本発明
のレール製造法については特に規定するものではなく、
レールの成分系についても特に限定するものではない。
また、本発明のパーライトラメラ間隔およびブロックサ
イズは、塩浴炉での熱処理条件で制御することができ
る。
頭部表面から深さ１５ｍｍ、底部表面から深さ５ｍｍと
したのは、頭部表面から１５ｍｍ未満では列車通過によ
って耐疲労層が摩耗除去されるために耐疲労性が劣化
し、かつ底部では表面から５ｍｍ未満では腐食によって
損耗し、耐疲労性が劣化するためである。なお、本発明
のレール製造法については特に規定するものではなく、
レールの成分系についても特に限定するものではない。
また、本発明のパーライトラメラ間隔およびブロックサ
イズは、塩浴炉での熱処理条件で制御することができ
る。
【００１４】
【実施例】次に本発明の具体的実施例について説明す
る。本発明による有効性を確認するため、普通炭素鋼レ
ール成分系および低合金鋼レール成分系のＪＩＳ６０ｋ
ｇレールを用いて熱処理を行いパーライトラメラ間隔お
よびブロックサイズを変え、回転曲げ疲労強度および引
張延性値を調べた。結果を従来レール鋼と比較して表１
に示す。なお、試験片の採取位置はレール頭頂面下１０
ｍｍ位置からレール長手方向に採取した。
る。本発明による有効性を確認するため、普通炭素鋼レ
ール成分系および低合金鋼レール成分系のＪＩＳ６０ｋ
ｇレールを用いて熱処理を行いパーライトラメラ間隔お
よびブロックサイズを変え、回転曲げ疲労強度および引
張延性値を調べた。結果を従来レール鋼と比較して表１
に示す。なお、試験片の採取位置はレール頭頂面下１０
ｍｍ位置からレール長手方向に採取した。
【００１５】
【表１】
【００１６】表１から本発明のレールはパーライトラメ
ラ間隔は０．０４８μｍ〜０．１９３μｍの範囲にあ
り、これらレールは従来レール鋼と比較して優れた疲労
限度比および高延性値を示すことが分かる。特にパーラ
イトラメラ間隔が０．０４８μｍで、パーライトブロッ
クＮｏ．が９のレールは疲労限度比が０．５を示し、か
つ延性値も３７．５％の絞り値を示し、従来のレール鋼
では考えられないほど高い疲労限度比と高延性値を得て
いる。以上のように、本発明レールは非常に優れた疲労
限度比と同時に高延性値を有していることが分かる。
ラ間隔は０．０４８μｍ〜０．１９３μｍの範囲にあ
り、これらレールは従来レール鋼と比較して優れた疲労
限度比および高延性値を示すことが分かる。特にパーラ
イトラメラ間隔が０．０４８μｍで、パーライトブロッ
クＮｏ．が９のレールは疲労限度比が０．５を示し、か
つ延性値も３７．５％の絞り値を示し、従来のレール鋼
では考えられないほど高い疲労限度比と高延性値を得て
いる。以上のように、本発明レールは非常に優れた疲労
限度比と同時に高延性値を有していることが分かる。
【００１７】
【発明の効果】本発明によって、レールにローラー加工
や圧下矯正による強化を行うことなく、非常に優れた疲
労限度比と同時に高延性値を有するレールを提供でき
る。
や圧下矯正による強化を行うことなく、非常に優れた疲
労限度比と同時に高延性値を有するレールを提供でき
る。
【図１】レール鋼および一般鋼の引張強さと疲労限度と
の関係を示す図
の関係を示す図
【図２】疲労限度比、引張延性値とパーライトブロック
サイズとの関係を示す図
サイズとの関係を示す図
【図３】パーライト組織の模式図
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年１１月１６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のような問題点を
抜本的に解決するために、本発明者らはまず、現状の各
種レールについて基本的な疲労強度を詳細に調査した。
その結果、図１に回転曲げ疲労強度の調査結果（ＪＩＳ
Ｚ ２２７４準拠）の一例を示すように、各種レール
の疲労限度は一義的にレールの静的引張強さと強い相関
関係があり、引張強さが高いほど疲労限度が高いことが
分かった。しかし、静的引張強さが高ければ疲労限度は
向上するものの延性値は逆に低下する問題があり、さら
に、図１中に一点鎖線で示すように、一般鋼の疲労限度
が引張強さ（σＢ）の約０．５倍で求められるのに対
し、レール鋼の場合の疲労限度は引張強さの約０．４倍
の値となり、一般鋼の疲労限度比よりレール鋼の疲労限
度比は約２０％低いことが分かった。そこで、高い疲労
限度比を有しながら高延性値を付与する方法についてパ
ーライト組織に限定して諸検討を行った。パーライト組
織に限定した理由は同一静的強度を有する他のどの組織
よりパーライト組織の方が耐摩耗性、および耐転がり疲
労性に優れているためである。
抜本的に解決するために、本発明者らはまず、現状の各
種レールについて基本的な疲労強度を詳細に調査した。
その結果、図１に回転曲げ疲労強度の調査結果（ＪＩＳ
Ｚ ２２７４準拠）の一例を示すように、各種レール
の疲労限度は一義的にレールの静的引張強さと強い相関
関係があり、引張強さが高いほど疲労限度が高いことが
分かった。しかし、静的引張強さが高ければ疲労限度は
向上するものの延性値は逆に低下する問題があり、さら
に、図１中に一点鎖線で示すように、一般鋼の疲労限度
が引張強さ（σＢ）の約０．５倍で求められるのに対
し、レール鋼の場合の疲労限度は引張強さの約０．４倍
の値となり、一般鋼の疲労限度比よりレール鋼の疲労限
度比は約２０％低いことが分かった。そこで、高い疲労
限度比を有しながら高延性値を付与する方法についてパ
ーライト組織に限定して諸検討を行った。パーライト組
織に限定した理由は同一静的強度を有する他のどの組織
よりパーライト組織の方が耐摩耗性、および耐転がり疲
労性に優れているためである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】実験結果をまとめた結果、良好な延性を有
しながら高疲労限度比を得るためにはレール鋼の組織に
おいて、パーライトラメラ間隔が０．２μｍより小さ
く、かつパーライトブロックサイズが４を超え１１以下
（ＪＩＳ Ｇ ０５５２の粒度Ｎｏ．に相当）の範囲に
すれば良いことが分かった。
しながら高疲労限度比を得るためにはレール鋼の組織に
おいて、パーライトラメラ間隔が０．２μｍより小さ
く、かつパーライトブロックサイズが４を超え１１以下
（ＪＩＳ Ｇ ０５５２の粒度Ｎｏ．に相当）の範囲に
すれば良いことが分かった。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は上記知見に基づ
いてなされたもので、その主旨とするところは、少なく
とも、レール頭部表面から該頭部表面を起点として深さ
１５ｍｍ、底部表面から該頭部表面を起点として深さ５
ｍｍの範囲のレール鋼の組織において、パーライトラメ
ラ間隔が０．２μｍ以下で、かつパーライトラブロック
サイズが４を超え１１以下の範囲にあることを特徴とす
る高疲労限度比および高延性値を有するレールである。
いてなされたもので、その主旨とするところは、少なく
とも、レール頭部表面から該頭部表面を起点として深さ
１５ｍｍ、底部表面から該頭部表面を起点として深さ５
ｍｍの範囲のレール鋼の組織において、パーライトラメ
ラ間隔が０．２μｍ以下で、かつパーライトラブロック
サイズが４を超え１１以下の範囲にあることを特徴とす
る高疲労限度比および高延性値を有するレールである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】
【作用】以下本発明について詳細に説明する。図２は本
発明の源となったパーライト組織因子を種々変化させ
て、回転曲げ疲労限度および引張試験での延性値を検討
した結果をまとめたものである。縦軸に疲労限度比と延
性値、横軸にパーライトブロックサイズ（ＪＩＳ Ｇ
０５５２の粒度Ｎｏ．に相当）を示す。疲労限度比はパ
ーライトブロックサイズが小さくなる（Ｎｏ．が大きく
なる）ほど向上するが、Ｎｏ．１１を超えると逆に低下
することが分かる。一方、引張試験における延性値（絞
り％）はパーライトブロックサイズが小さくなるほど
（Ｎｏ．が大きくなる）大きくなることが分かる。ま
た、パーライトラメラ間隔と疲労限度比の関係について
は、パーライトブロックサイズを５に一定して、ラメラ
間隔を変えて検討した結果、パーライトラメラ間隔が
０．２μｍを超える場合には疲労限度比は０．４未満と
なり、０．２μｍ以下の場合には０．４〜０．４３であ
った。なお、パーライトブロックサイズを別途変えてパ
ーライトラメラ間隔が疲労限度比に及ぼす影響について
検討した場合もほぼ同様な結果となった。
発明の源となったパーライト組織因子を種々変化させ
て、回転曲げ疲労限度および引張試験での延性値を検討
した結果をまとめたものである。縦軸に疲労限度比と延
性値、横軸にパーライトブロックサイズ（ＪＩＳ Ｇ
０５５２の粒度Ｎｏ．に相当）を示す。疲労限度比はパ
ーライトブロックサイズが小さくなる（Ｎｏ．が大きく
なる）ほど向上するが、Ｎｏ．１１を超えると逆に低下
することが分かる。一方、引張試験における延性値（絞
り％）はパーライトブロックサイズが小さくなるほど
（Ｎｏ．が大きくなる）大きくなることが分かる。ま
た、パーライトラメラ間隔と疲労限度比の関係について
は、パーライトブロックサイズを５に一定して、ラメラ
間隔を変えて検討した結果、パーライトラメラ間隔が
０．２μｍを超える場合には疲労限度比は０．４未満と
なり、０．２μｍ以下の場合には０．４〜０．４３であ
った。なお、パーライトブロックサイズを別途変えてパ
ーライトラメラ間隔が疲労限度比に及ぼす影響について
検討した場合もほぼ同様な結果となった。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】この結果から、本発明ではパーライトラメ
ラ間隔を０．２μｍ以下に限定し、かつパーライトブロ
ックサイズの範囲を４を超え１１以下の範囲に限定し
た。すなわち、パーライトラメラ間隔が０．２μｍを超
えるならば、従来レールより高い疲労限度比を得ること
ができない。一方、疲労限度比はパーライトブロックサ
イズのみに大きく依存し、従来レール鋼より高い疲労限
度比を得るには、ブロックサイズＮｏ．が４を超える必
要があること、さらにパーライトブロックサイズが小さ
くなると（Ｎｏ．が大きくなる）疲労限度比はＮｏ．に
比例して大きくなり、向上するが、ブロックサイズＮ
ｏ．が１１を超えると疲労限度比は逆に低下してくる。
また延性値（絞り％）はパーライトブロックサイズが小
さくなる（Ｎｏ．が大きくなる）ほど向上してくるの
で、高疲労限度比を有しながらかつ高延性値を有する範
囲としてパーライトブロックサイズＮｏ．を１１以下の
範囲に限定した。理想的にはパーライトラメラ間隔を
０．１μｍ以下とし、かつパーライトブロックサイズＮ
ｏ．を９〜１１に制御したレールが高強度を得て耐摩耗
性を保有し、高い延性値と同時に高疲労限度比を得るこ
とができる。
ラ間隔を０．２μｍ以下に限定し、かつパーライトブロ
ックサイズの範囲を４を超え１１以下の範囲に限定し
た。すなわち、パーライトラメラ間隔が０．２μｍを超
えるならば、従来レールより高い疲労限度比を得ること
ができない。一方、疲労限度比はパーライトブロックサ
イズのみに大きく依存し、従来レール鋼より高い疲労限
度比を得るには、ブロックサイズＮｏ．が４を超える必
要があること、さらにパーライトブロックサイズが小さ
くなると（Ｎｏ．が大きくなる）疲労限度比はＮｏ．に
比例して大きくなり、向上するが、ブロックサイズＮ
ｏ．が１１を超えると疲労限度比は逆に低下してくる。
また延性値（絞り％）はパーライトブロックサイズが小
さくなる（Ｎｏ．が大きくなる）ほど向上してくるの
で、高疲労限度比を有しながらかつ高延性値を有する範
囲としてパーライトブロックサイズＮｏ．を１１以下の
範囲に限定した。理想的にはパーライトラメラ間隔を
０．１μｍ以下とし、かつパーライトブロックサイズＮ
ｏ．を９〜１１に制御したレールが高強度を得て耐摩耗
性を保有し、高い延性値と同時に高疲労限度比を得るこ
とができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】ここで、本発明のレール組織を、少なくと
も、頭部表面から該頭部表面を起点として深さ１５ｍ
ｍ、底部表面から該頭部表面を起点として深さ５ｍｍと
したのは、頭部表面から１５ｍｍ未満では列車通過によ
って耐疲労層が摩耗除去されるために耐疲労性が劣化
し、かつ底部では表面から５ｍｍ未満では腐食によって
損耗し、耐疲労性が劣化するためである。なお、本発明
のレール製造法については特に規定するものではなく、
レールの成分系についても特に限定するものではない。
また、本発明のパーライトラメラ間隔およびブロックサ
イズは、塩浴炉での熱処理条件で制御することができ
る。
も、頭部表面から該頭部表面を起点として深さ１５ｍ
ｍ、底部表面から該頭部表面を起点として深さ５ｍｍと
したのは、頭部表面から１５ｍｍ未満では列車通過によ
って耐疲労層が摩耗除去されるために耐疲労性が劣化
し、かつ底部では表面から５ｍｍ未満では腐食によって
損耗し、耐疲労性が劣化するためである。なお、本発明
のレール製造法については特に規定するものではなく、
レールの成分系についても特に限定するものではない。
また、本発明のパーライトラメラ間隔およびブロックサ
イズは、塩浴炉での熱処理条件で制御することができ
る。
Claims (1)
- 【請求項１】 少なくともレール頭部表面から深さ１５
ｍｍ、底部表面から深さ５ｍｍの範囲のレール鋼の組織
において、パーライトラメラ間隔が０．２μｍ以下で、
かつパーライトブロックサイズが４を越え１１以下の範
囲にあることを特徴とする高疲労限度比および高延性値
を有するレール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20028594A JPH0849019A (ja) | 1994-08-03 | 1994-08-03 | 高疲労限度比および高延性値を有するレール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20028594A JPH0849019A (ja) | 1994-08-03 | 1994-08-03 | 高疲労限度比および高延性値を有するレール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0849019A true JPH0849019A (ja) | 1996-02-20 |
Family
ID=16421775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20028594A Withdrawn JPH0849019A (ja) | 1994-08-03 | 1994-08-03 | 高疲労限度比および高延性値を有するレール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0849019A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1493831A4 (en) * | 2002-04-05 | 2006-12-06 | Nippon Steel Corp | PERLIT-BASED RAIL WITH OUTSTANDING ABRASIVE STRENGTH AND DUCTILITY AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
| JP2010185106A (ja) * | 2009-02-12 | 2010-08-26 | Jfe Steel Corp | 耐摩耗性レールおよびその製造方法 |
| WO2013187470A1 (ja) * | 2012-06-14 | 2013-12-19 | 新日鐵住金株式会社 | レール |
| JP2017115229A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | Ｊｆｅスチール株式会社 | レール |
-
1994
- 1994-08-03 JP JP20028594A patent/JPH0849019A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1493831A4 (en) * | 2002-04-05 | 2006-12-06 | Nippon Steel Corp | PERLIT-BASED RAIL WITH OUTSTANDING ABRASIVE STRENGTH AND DUCTILITY AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
| US7972451B2 (en) | 2002-04-05 | 2011-07-05 | Nippon Steel Corporation | Pearlitic steel rail excellent in wear resistance and ductility and method for producing same |
| EP2388352A1 (en) * | 2002-04-05 | 2011-11-23 | Nippon Steel Corporation | Pearlitic steel rail excellent in wear resistance and ductility and method for producing the same |
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| JP5482974B1 (ja) * | 2012-06-14 | 2014-05-07 | 新日鐵住金株式会社 | レール |
| JP2014101583A (ja) * | 2012-06-14 | 2014-06-05 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | レールの製造方法 |
| AU2013275213B2 (en) * | 2012-06-14 | 2015-09-17 | Nippon Steel Corporation | Rail |
| US9534278B2 (en) | 2012-06-14 | 2017-01-03 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Rail |
| JP2017115229A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | Ｊｆｅスチール株式会社 | レール |
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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