Improvement in Carbon Rail Steels by the Addition of Columbium (Niobium)

Abstract

Increased tonnages over mainline rails has produced rail defects resulting from the steel exceeding its property limits. To compensate for this problem, rail steels have been modified by increased alloy additions and microalloying.

Early work on the addition of columbium (niobium) to carbon rail steels indicated improvement in service life. Columbium appeared to give refinement to the pearlite colony spacing and also decreased the pearlite spacing. Further work by others indicates that by the addition of other alloys the basic rail steel is further improved without loss of weldability. Lowering of the carbon content can add to the effect of the columbium and provide added improvements if properly balanced with alloy additions. These steels can be processed to provide properties equal to or superior to 100% pearlite alloy rail steels.

Résumé

L'augmentation des tonnages transportés sur les principaux tron?ons ferroviaires a produit certains défauts dans les rails existants en appliquant des efforts sur l'acier qui dépassent ses limites. Pour compenser ce probléme, les aciers pour rails ont été modifies en augmentant les additions d'alliage ou bien par micro-alliage.

Les premiers travaux sur l'addition de colombium (niobium) dans les aciers au carbone pour rails ont montré une amélioration de la durée de vie utile. Le colombium semble introduire une amélioration dans l'espacement de la colonie de perlite, et semble également reduire cet espacement. D'autres travaux ont également permis de montrer que, par addition d'autres elements d'alliage, on améliorait encore plus l'acier de base pour rails sans affecter la soudabilité. L'abaissement de la teneur en carbone permet d'ajouter aux effects du colombium et ces améliorations peuvent étre encore plus importantes si l'on recherche un equilibre convenable avec les additions d'éléments d'alliage. Ces aciers peuvent étre traités pour produire des proprietes egales ou supérieures it celles des aciers allies pour rail á structure perlite á 100%.