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Verfahren zur Verminderung der Sprödbruchempfindlichkeit von Schienen
Für das Betriebsverhalten von Schienen ist deren Sprödbruchempfindlichkeit von besonderer Bedeutung. Die besonders in kalten Wintern verminderte Zähigkeit führt bei den zur Zeit gebräuchlichen Schienen nach den statistischen Auswertungen der Bahnverwaltungen zu einem vermehrten Auftreten von Schienenbrüchen in dieser Jahreszeit. Die Sprödbruchempfindlichkeit nimmt im allgemeinen mit der Zugfestigkeit zu und gewinnt deshalb dort erhöhte Bedeutung, wo im Hinblick auf besondere Fehlerscheinungen (Verquetschungen und Abblätterungen des Schienenkopfes oder vermehrter Schienenverschleiss) statt der üblichen Schienen naturharte oder vergütete Schienen mit erhöhter Festigkeit einge- setzt werden müssen.
Zur Verbesserung der Sprödbruchempfindlichkeit von Schienen wurde bisher ein Vergüten (Härten und Anlassen) des Schienenfusses auf erhöhte Zähigkeit und ein Anlassen des Schienenfusses und Schienensteges vorzugsweise im Temperaturbereich 600 bis 680 C zur Verminderung der Festigkeit empfohlen.
Beide Verfahren sind aufwendig und erfordern insbesondere hohe Energiekosten im Betrieb, weil eine grosse Querschnittsfläche, z. B. der Schienenfuss oder der Schienenfuss und der Schienensteg, mindestens einmal durchgreifend erwärmt werden müssen. Bei zur Anlassversprödung neigenden Stählen sind ausserdem besondere Vorsichtsmassnahmen beim Anlassen erforderlich.
Die Erfindung basiert auf der überraschenden Beobachtung, dass schon durch ein"Stossglühen", d. h. ein kurzzeitiges Erhitzen einer dünnen Oberflächenschicht von beispielsweise 1 mm Dicke auf eine Temperatur oberhalb der Umwandlungstemperatur, die Bruchempfindlichkeit der Schienen bemerkenswert vermindert wird. Durch die erhöhte Kerbzähigkeit in der Oberflächenschicht wird nämlich die Bruchauslösung unterdrückt. Bei dieser Wärmebehandlung einer dünnen Oberflächenschicht des Schienenfusses bleiben im Schienenkopf die zur Wechselwirkung Rad/Schiene erforderlichen Eigenschaften erhalten.
Den Gegenstand der Erfindung bildet demgemäss ein Verfahren zur Verminderung der Sprödbruchgefahr bei Schienen, das darin besteht, dass der Schienenfuss in einer Oberflächenschicht auf eine Temperatur im Austenitgebiet erwärmt wird.
Das Verfahren nach der Erfindung wurde beispielsweise an Schienen aus Stählen der nachstehenden Zusammensetzung durchgeführt :
EMI1.1
<tb>
<tb> C <SEP> Si <SEP> Mn <SEP> P <SEP> S <SEP> N <SEP> Fe
<tb> A <SEP> 0, <SEP> 55 <SEP> 0, <SEP> 30 <SEP> 1, <SEP> 01 <SEP> 0, <SEP> 023 <SEP> 0, <SEP> 019 <SEP> 0, <SEP> 003 <SEP> Rest
<tb> B <SEP> 0, <SEP> 64 <SEP> 0, <SEP> 42 <SEP> 1, <SEP> 61 <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP> 0, <SEP> 033 <SEP> 0, <SEP> 004 <SEP> Rest <SEP>
<tb>
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Die Schienen wurden im Walzzustand durch Erhitzen mit Brennern an der Unterseite des Schienenfusses auf eine Temperatur von etwa 8500C gebracht und dann erkalten gelassen.
Fs ergab sich, dass die Schiene A eine Steigerung der Kerbschlagzähigkeit (DVM-Probe) von 1, 5 auf 4, 6 kgm/cm2 bei einer Versuchstemperatur von -400C und von 4, 9 auf 8, 1 kgm/cm2 bei einer Versuchstemperatur von +40 C
EMI2.1
Erfindung erhöht.
Die Oberflächenerhitzung kann in an sich bekannter Weise mit den in der Oberflächenhärtung gebräuchlichen Einrichtungen (Induktor oder Gasbrenner), die in ihrer Form dem Schienenfuss angepasst sind, erfolgen, wobei zweckmässig die Schienen die Erhitzungsapparatur durchlaufen. Die Abkühlung nach der Erhitzung wird insbesondere durch die Ableitung der Wärme in den nicht erhitzten Teil der Schiene bewirkt. Besondere Massnahmen zur Regelung der Abkühlung sind im allgemeinen nicht erforderlich.
Das Verfahren nach der Erfindung ist mit Vorteil anwendbar auf naturharte Schienenstähle, die in der Regel eine besondere Wärmebehandlung nicht erfahren.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Verminderung der Sprödbruchempfindlichkeit von Schienen, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Schienenfuss in einer dünnen Oberflächenschicht kurzzeitig auf Temperaturen im Austenitgebiet erhitzt wird.