一种提高U76CrRE热处理钢轨气压焊接头硬度的热处理方法
阅读说明：本技术 一种提高U76CrRE热处理钢轨气压焊接头硬度的热处理方法 (Heat treatment method for improving hardness of U76CrRE heat treatment steel rail gas pressure welding joint ) 是由 王慧军 薛虎东 赵桂英 王嘉伟 董捷 边影 郑瑞 苏航 张凤明 于 2021-05-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种提高U76CrRE热处理钢轨气压焊接头硬度的热处理方法,通过本发明的热处理方法,U76CrRE热处理钢轨满足如下要求：踏面硬度≥370HB,抗拉强度Rm≥1280MPa,焊接后保证钢轨顶面及测试线1应满足HJ≥0.9Hp,HJ I≥0.80Hp的要求。(The invention discloses a heat treatment method for improving the hardness of a U76CrRE heat-treated steel rail gas pressure welding joint, and by the heat treatment method, the U76CrRE heat-treated steel rail meets the following requirements: the tread hardness is more than or equal to 370HB, the tensile strength Rm is more than or equal to 1280MPa, and the top surface of the steel rail and the test line 1 are ensured to meet the requirements that HJ is more than or equal to 0.9Hp and HJ I is more than or equal to 0.80Hp after welding.)
技术领域
本发明涉及冶金、钢轨焊接
技术领域
，尤其涉及一种提高U76CrRE热处理钢轨气压焊接头硬度的热处理方法。背景技术
钢轨焊接是铺设无缝线路必不可少的中间环节，钢轨焊接接头的好坏，直接关系到铁路运输的安全与否。焊接接头不仅影响线路设备、列车轮毂的使用寿命，同时对旅客运输体感的舒适性及列车运输能源的消耗等均有影响。气压焊是钢轨焊接的一种方式，U76CrRE热处理钢轨踏面硬度≥370HB，抗拉强度Rm≥1280MPa，焊接后保证钢轨顶面及测试线1应满足HJ≥0.9Hp，HJI≥0.80Hp的要求。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种提高U76CrRE热处理钢轨气压焊接头硬度的热处理方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种提高U76CrRE热处理钢轨气压焊接头硬度的热处理方法，包括焊接后的正火工艺，其特征在于，所述正火工艺包括：焊接后焊缝冷却温度控制、正火加热温度、时间控制、保温时间及冷却风压控制；
其中：钢轨焊接后对焊缝进行强制风冷的过程称为钢轨焊后冷却，该过程风嘴摆动范围保持5-26mm，以冷却风压0.53±0.02MPa的强度冷却200s，待钢轨焊缝表面冷却到450～500℃后，对焊缝从新进行火焰加热，乙炔流量74SLM、氧气流量68SLM，正火加热初始摆动幅度5mm，正火加热末端摆动幅度30mm，加热时长190-220s，钢轨焊缝温度达到890℃～920℃，对焊缝加热部分进行均热，均热时间5-10s，以风压0.5±0.02MPa进行强制风冷，冷却时间200s，风嘴实际摆动10-20mm，设定值为35mm，钢轨表面冷却温度300℃以下，焊缝表面珠光体组织转变完成后，保证钢轨焊缝表面反温温度低于450℃。
进一步的，U76CrRE热处理钢轨化学成分以质量百分比计为：C0.71～0.81％，Si0.50～0.80％，Mn0.8～1.10％，Cr0.25～0.35％，V0.04～0.08，其中稀土加入量大于0.020％，其中P≤0.025％，S≤0.025％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。
钢轨焊后进行正火处理的目的是对焊接接头焊缝区和热影响区的组织进行晶粒度控制，钢轨焊接后的正火工艺影响钢轨的踏面硬度及焊缝纵向硬度，通过对钢轨焊缝进行从新奥氏体化后，采用压缩空气风冷强制处理，待钢轨表面强制冷却到一定的温度后松开钢轨焊接接头两段的夹持。对焊接后的钢轨进行矫直、打磨及探伤处理，即完成钢轨的焊接操作。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
通过本发明的热处理方法，U76CrRE热处理钢轨满足如下要求：踏面硬度≥370HB，抗拉强度Rm≥1280MPa，焊接后保证钢轨顶面及测试线1应满足HJ≥0.9Hp，HJI≥0.80Hp的要求。
具体实施方式
本实施例中U76CrRE热处理钢轨气压焊接阶段的工艺参数按专利[202010411423.8]中焊接阶段工艺参数进行控制，本发明主要针对气压焊接后的正火工艺进行阐述：焊接完成后对焊缝进行强制风冷，风嘴摆动范围保持30mm，以冷却风压0.5±0.02MPa的强度冷却200s，待钢轨表面冷却到450～500℃，上述过程称为焊接后冷却。将冷却在500℃以下的钢轨从新进行火焰加热，乙炔流量74SLM、氧气流量68SLM，加热时长控制在200s，摆火油缸工作压力3MPa，正火加热初始摆动幅度5mm，摆动时间控制在120s，正火加热末幅25mm摆动量，摆动时间控制在80s，将钢轨焊缝加热到890℃～920℃，加热后对焊缝加热部分进行均热，此时均热时间5-10s控制。随后以风压不低于0.5MPa进行强制风冷正火处理，冷却时间200s，风嘴实际摆动10-20mm，设定值为30mm，冷却到钢轨表面温度300℃以下松开钢轨两端夹持。钢轨焊接后进行打磨，打磨表面为钢轨轨头踏面及钢轨侧面，打磨轮廓应尽量保持原钢轨轨头廓形，轨腰以下部位焊瘤必须全部打磨赶紧，其余部分焊瘤与母材圆弧过度，钢轨轨腰焊缝余高范围≤1.5mm。
对比例1：
将焊接后焊缝温度为510℃的焊缝进行加热，加热温度920℃，保温10s，随后以0.46MPa风压进行冷却，冷却时间200s，冷却风嘴摆动15mm摆幅，终冷温度330℃，焊缝表面反温温度465℃。
实施例1：
将焊接后焊缝温度为480℃的焊缝进行加热，加热温度900℃，保温10s，随后以0.52MPa风压进行冷却，冷却时间200s，冷却风嘴摆动15mm摆幅，终冷温度265℃，焊缝反温温度410℃。
实施例2：
将焊接后焊缝温度为500℃的焊缝进行加热，加热温度920℃，保温10s，随后以0.54MPa风压进行冷却，冷却时间200s，冷却风嘴摆动18mm摆幅，终冷温度290℃，焊缝反温温度440℃。
表1对比例1接头踏面硬度测试结果
表2对比例1接头纵断面硬度测试结果
表3实施例1接头踏面硬度测试结果
表4实施例1接头纵断面硬度测试结果
表5实施例2接头踏面硬度测试结果
表6实施例2接头纵断面硬度测试结果
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
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