BR102013033618B1 - Um método de tratamento térmico para aparelho de mudança de via e o aparelho de mudança de via - Google Patents
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Abstract
um método de tratamento térmico para aparelho de mudança de via e o aparelho de mudança de via a presente invenção provê um método de tratamento térmico para aparelhos de mudança de via compreendendo a realização de um resfriamento acelerado no aparelho de mudança de via a ser tratado com a cabeça do trilho com uma temperatura de 650-900 °c de modo a obter o aparelho de mudança de via com estrutura metalográfica pearlite completa, onde a velocidade da refrigeração acelerada realizada no lado de trabalho da cabeça do trilho do aparelho de mudança de via é maior que a realizada no lado de não-trabalho da cabeça do trilho do aparelho de mudança de via. a presente invenção provê um aparelho de mudança de via obtido um processo de tratamento térmico conforme detalhado aqui. o aparelho de mudança de via da presente invenção tem boa retilinearidade; ambas dureza e força de tensão do lado de trabalho da cabeça do trilho são maiores do que a do lado de não-trabalho da cabeça do trilho.
Description
[001] A presente invenção refere-se a um método de tratamento térmico para um aparelho de mudança de via e o aparelho de mudança de via obtido com o respectivo método de tratamento térmico.
[002] Com o rápido desenvolvimento do transporte ferroviário da República Popular da China (RPC), foi inicialmente formado um modo de transporte ferroviário com características de grande capacidade, carga por eixo elevado e alta densidade. Sob as condições cada vez mais severas das ferrovias, o problema de danos nos trilhos de aço e nos aparelhos de mudança de via das ferrovias é cada vez mais proeminente. Aparelhos de mudança de via não são importantes apenas para realizar conexões e cruzamentos, mas são também uma ligação chave que afeta a eficiência operacional e a segurança de tráfego das ferrovias.
[003] Atualmente, os aparelhos de mudança de via são processados de modo que os fabricantes de trilho de aço fornecem as matérias-primas e os fabricantes dos aparelhos de mudança de via realizam o processo de fresagem e os tratamentos subsequentes. Em geral, a resistência e a tenacidade de aparelhos de mudança de via laminados a quente são relativamente baixas, os aparelhos de mudança de via são propensos a gerar defeitos prejudiciais, tais como decapagem e queda, e rápida abrasão, principalmente sob o impacto da carga impulsiva de pesados trens de carga. Portanto, os aparelhos de mudança de via processados são obrigados a realizar o tratamento térmico, de modo a melhorar o seu desempenho global e prolongar a sua vida útil. No entanto, devido a um modo de tratamento onde é aplicado, em primeiro lugar, um tratamento térmico, e os trilhos de aço são novamente submetidos a um processo de austenitização e arrefecimento, os seus parâmetros mecânicos (por exemplo, rectilinearidade) são difíceis de satisfazer os requisitos mais elevados, limitando assim as aplicações dos aparelhos de mudança de via nas linhas ferroviárias de alta taxa e quase-alta taxa. Enquanto isso, a profundidade da camada endurecida da cabeça do trilho está limitada sob uma condição de aquecimento fora de linha, a profundidade é geralmente inferior a 15 milímetros, enquanto que a profundidade de processamento máxima de mudança de separação chega a 23 milímetros, o efeito de endurecimento é difícil de ser eficazmente utilizado, afetando a vida útil dos aparelhos de mudança de via.
[004] Nos últimos anos, a evolução da tecnologia de tratamento térmico em linha para trilhos de aço fornece ideias frescas para o tratamento térmico de aparelhos de mudança de via como segue: através da imposição de resfriamento médio às cabeças dos trilhos e outras partes dos trilhos de aço tendo um calor residual após um processo de laminagem a quente, podendo obter o aparelho de mudança de via com desempenho significativamente melhorado em comparação com aqueles em um estado de laminação a quente.
[005] O objeto da presente invenção é fornecer um método de tratamento térmico do aparelho de mudança de via com base no Estado da Arte, tal que os aparelhos de mudança de via obtidos tenham boa linearidade, e tanto a resistência à tração e tenacidade do lado de trabalho do trilho do aparelho de mudança de via são significativamente maior do que o lado de não-trabalho do trilho.
[006] O requerente do presente pedido de patente descobriu no processo de pesquisa que ainda existem defeitos técnicos consideráveis de processamento dos aparelhos de mudança de via diretamente com a tecnologia de tratamento térmico on-line do aço ferroviário existente, as razões são as seguintes: em comparação com trilho de aço comum, os aparelhos de mudança de trilho têm uma secção transversal assimétrica, a área do lado de trabalho do trilho é responsável por uma elevada proporção do que aqueles do lado de não-trabalho do trilho. Por conseguinte, se os aparelhos de mudança de via são aplicados com tecnologia de tratamento térmico on-line de trilhos de aço ferroviário do estado da arte, o lado de trabalho e não-trabalho do trilho do aparelho de mudança de via são resfriados em um idêntico processo de resfriamento acelerado, no decurso do tratamento acelerado de resfriamento, por um lado, os aparelhos de mudança de via com excelentes performances não estão disponíveis porque o lado de trabalho do terminal ferroviário têm uma maior capacidade de calor e é resfriado em uma taxa mais lenta; por outro lado e mais importante, o lado com maior taxa de resfriamento (ou seja, o lado de não-trabalho do trilho) vai dobrar em direção ao lado com uma menor taxa de resfriamento (isto é, o lado de trabalho do trilho) no processo de resfriamento acelerado, o que traz influências negativas sobre a retidão do comprimento total dos aparelho de mudança de via e o subsequente processo de retificação; além disso, se a taxa de resfriamento acelerada dos lados de trabalho e não-trabalho do trilho é reforçada em simultâneo, tal abordagem irá significativamente aumentar o risco de gerar estruturas microscópicas anormais, e causar a ruptura do aparelho de mudança de via. Em suma, se os aparelhos de mudança de via forem aplicados com a tecnologia de tratamento térmico de aço ferroviário do estado da arte, tal tratamento térmico será difícil para efetivamente atender aos requisitos de produção dos aparelhos de mudança de via.
[007] Com base na pesquisa acima, o presente requerente fez um trabalho criativo e definiu que o problema técnico acima mencionado pode ser resolvido na condição em que diferentes taxas aceleradas são impostas no lado de trabalho e não-trabalho do trilho do aparelho de mudança de via respectivamente, e é garantido que a taxa de resfriamento acelerada do lado de trabalho do trilho do aparelho de mudança de via é maior que o do lado de não-trabalho do trilho do aparelho de mudança de via, além disso, a temperatura do trilho a ser tratado é assegurada necessariamente em 650-900oC na fase inicial do processo de resfriamento acelerado. A parte sutil do controle de temperatura reside em que, se a temperatura inicial for superior a 900oC, a temperatura da camada superficial do aparelho de mudança de via diminuirá rapidamente como é refrigerada por meio de arrefecimento, o calor proveniente da parte do núcleo do trilho e da parte da cintura do trilho é prontamente dissipada para a camada de superfície do aparelho de mudança de via, e formarão uma zona com uma temperatura lentamente decrescente em uma parte que é de aproximadamente 515mm por baixo da banda de rodagem do trilho. Assim, com o desenvolvimento do processo de resfriamento, a mudança de fase será iniciada com um menor grau de sub-resfriamento e sucessivamente concluída. Desde que a temperatura é lentamente declinada sob uma condição de temperatura, o desempenho (por exemplo, força e tenacidade) do aparelho de mudança de via produzido no final é relativamente baixo, assim, não pode atender a demanda de uso de linhas férreas; por outro lado, se a temperatura inicial da banda de rodagem do trilho for inferior a 650oC, como a temperatura está perto da temperatura do ponto de transformação de fase, taxa de resfriamento excessiva elevada irá aumentar significativamente o risco de gerar estruturas metalográficas anormais (tais como bainita e martensita) na camada de superfície do trilho de aço e uma certa profundidade abaixo da camada de superfície, as estruturas anormais produzidas irão resultar na ruptura do aparelho de mudança de via e causará graves prejuízos econômicos. A presente invenção é finalizada com base nas descobertas acima.
[008] Para cumprir os objetivos acima enunciados, de acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, a presente invenção fornece um método de tratamento térmico de aparelhos de mudança de via, onde o método compreende: realizar um resfriamento acelerado sobre o aparelho de mudança de via a ser tratado tendo uma banda de rolagem de trilho com uma temperatura de 650-900oC a fim de obter um aparelho de mudança de via com uma estrutura metalográfica completamente perlítica, em que a taxa de resfriamento acelerada realizada no lado de trabalho do trilho do aparelho de mudança de via é maior do que a realizada no lado de não-trabalho do trilho do aparelho de mudança de via.
[009] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, a presente invenção fornece um aparelho de mudança de via obtido pelo método de tratamento térmico, como mencionado na presente invenção, ambas a tenacidade e a resistência à tração do lado de trabalho do trilho são maiores do que do lado de não- trabalho do trilho, por exemplo, em uma corporificação preferencial da presente invenção, a tenacidade do lado de trabalho do trilho do aparelho de mudança de via é de 1-3 HRC maior do que do lado de não-trabalho do trilho, a resistência à tração do lado de trabalho do trilho do aparelho de mudança de via é 20-50MPa maior do que o lado de não-trabalho do trilho, além disso, os aparelhos de mudança de via têm boa retilinearidade e possuem excelente desempenho de resistência à fadiga de contato e resistência à abrasão durante o uso, são ideais para o transporte misto de trem de passageiros comuns e trem de carga, bem como suportar danos de fadiga de contato e com alta resistência à abrasão severa em transporte pesado ferroviária.
[010] Outras características e vantagens da presente invenção serão ainda mais detalhadas nas corporificações abaixo.
[011] As figuras são fornecidas para facilitar ainda mais a compreensão da presente invenção e constituem uma parte da descrição e servem para explicar a presente invenção juntamente com as corporificações abaixo, e, não devem ser consideradas como constituindo qualquer limitação à presente invenção. Nas figuras a seguir.
[012] A Fig. 1 é um diagrama da secção transversal de um aparelho de mudança de via da presente invenção.
[013] A Fig. 2 é um diagrama esquemático do teste de posições de tenacidade da seção transversal do trilho de um aparelho de mudança de via da presente invenção.
[014]1 cabeça do trilho 2 base do trilho101 banda de rodagem do 102 lado de trabalho datrilho banda de rodagem dotrilho103 lado de não-trabalho 201 centro do trilho da banda de rodagem do trilho3 cintura do trilho
[015] Abaixo as corporificações da presente invenção serão detalhadas em combinação com as figuras. Deve ser apreciado que as corporificações descritas aqui têm como objetivo descrever e explicar a presente invenção, porém não devem consideradas como nenhuma limitação da presente invenção.
[016] A presente invenção provê um método de tratamento térmico para aparelhos de mudança de via, onde o método compreende: realizar um resfriamento acelerado do aparelho de mudança de via a ser tratado tendo a banda de rodagem do trilho com uma temperatura de 650-900oC de modo a obter um aparelho de mudança de via com a estrutura metalográfica completamente perlítica, em que a taxa de resfriamento acelerada realizada no lado de trabalho da banda de rodagem do trilho do aparelho de mudança de via é maior que a realizada no lado de não-trabalho da banda de rodagem do trilho do aparelho de mudança de via.
[017] Conforme ilustrado na figura 1, a presente invenção recita que a banda de rodagem do trilho 101 se refere a porção onde a superfície superior do trilho contata com as rodas; o lado de trabalho da banda de rodagem do trilho 102 se refere à porção do trilho abaixo do rolamento da roda e onde recebe a carga imposta por um trem em movimento após o trilho do aparelho de mudança de via ser aplicado com uma fresagem processada e o produto é montado em um aparelho de mudança de via de modo a orientar a circulação de trens; o lado de não-trabalho da banda de rodagem do trilho 103 se refere ao outro lado da banda de rodagem do trilho que não tem contato com as rodas do trem, onde o trilho 1 compreende a banda de rodagem do trilho 101, o lado de trabalho da banda de rodagem do trilho 102 e o lado de não-trabalho da banda de rodagem do trilho 103; a base do trilho 2 se refere à base do aparelho de mudança de via; o centro do trilho 201 se refere a porção central da base do trilho 2; a cintura do trilho 3 se refere à porção de conexão entre a cabeça do trilho 1 e a base do trilho 2 do aparelho de mudança de via. As características acima são conhecidas entre as pessoas hábeis na arte, o requerente não irá descrevê-las em detalhes neste documento.
[018] De acordo com o método de tratamento térmico para aparelhos de mudança de via tal como descrito na presente invenção, a fim de melhorar ainda mais o desempenho de aparelhos de mudança de via a presente invenção, por exemplo, para refinar a retidão dos aparelhos de mudança de via obtidos de acordo com um método de tratamento térmico da presente invenção, de preferência a taxa de resfriamento acelerado realizada no lado de trabalho da cabeça de trilho do aparelho de mudança de via é de 0,1-1oC/s maior do que a realizada sobre o lado de não-trabalho da cabeça do trilho do aparelho de mudança de via, onde, no decorrer da execução das incorporações, a fim de obter um alto desempenho do aparelho de mudança de via com estrutura metalográfica completamente perlítica dentro da faixa da diferença de taxa de resfriamento acelerada entre o lado de trabalho da cabeça do trilho do aparelho de mudança de via e o lado de não-trabalho da cabeça do trilho, a diferença de taxa de resfriamento acelerada especificamente selecionada pode ser ajustada de acordo com as características do aço tratado e a taxa de resfriamento acelerado realmente realizada no lado de não-trabalho da cabeça do trilho.
[019] De acordo com o método de tratamento térmico de aparelhos de mudança de via como descrito na presente invenção, contanto que a taxa de resfriamento acelerado realizada no lado de trabalho da cabeça do trilho do aparelho de mudança de via for maior que a realizada no lado de não-trabalho da cabeça do trilho do aparelho de mudança de via, preferencialmente a taxa de resfriamento acelerado realizada no lado de trabalho da cabeça do trilho do aparelho de mudança de via for de 0,1-1oC/s maior do que a realizada no lado de não-trabalho da cabeça do trilho do aparelho de mudança de via, os objetivos da presente invenção podem ser realizados, ou seja, os aparelhos de mudança de via obtidos por meio do método de tratamento térmico da presente invenção tem boa retilinearidade, a tenacidade do lado de trabalho da cabeça do trilho do aparelho de mudança de via obtido é maior que a do lado de não-trabalho da cabeça do trilho, a resistência à tração do lado de trabalho da cabeça do trilho é maior que do lado de não- trabalho da cabeça do trilho, então os aparelhos de mudança de via obtidos são mais adequadas para aplicação prática. De acordo com uma corporificação preferencial da presente invenção, preferencialmente a taxa de resfriamento acelerada realizada no lado de trabalho da cabeça do trilho do aparelho de mudança de via está dentro da faixa de 1,1-6oC/s, a taxa de resfriamento acelerada realizada no lado de não-trabalho da cabeça do trilho do aparelho de mudança de via está dentro da faixa de 1-5oC/s. Impondo o processo de resfriamento acelerado no lado de trabalho e no lado de não-trabalho da cabeça do trilho do aparelho de mudança de via, os aparelhos de mudança de via obtidos de acordo com o método de tratamento térmico conforme descrito na presente invenção podem possuir excelentes propriedades.
[020] De acordo com o método de tratamento térmico descrito na presente invenção, pode pertencer a escolha convencional no campo no que diz respeito à taxa de resfriamento acelerado realizada na banda de rodagem da cabeça do trilho e no ceno da base do tilho do aparelho de mudança de via. Conforme descrito na presente invenção, é preferível que a taxa de resfriamento acelerado realizada na banda de rodagem da cabeça do trilho do aparelho de mudança de via esteja dentro da faixa de 1-5oC/s, a taxa de resfriamento acelerado realiada no centro da base do trilho do aparelho de mudança de via esteja também dentro da faixa de 1-5oC/s.
[021] De acordo com o método de tratamento térmico tal como descrito na presente invenção, é preferível que a taxa de resfriamento acelerado realizada na banda de rodagem da cabeça do trilho do aparelho de mudança de via esteja dentro da faixa de 1-5oC/s, a taxa de resfriamento acelerado realizada no centro da base do trilho do aparelho de mudança de via esteja na faixa de 1-5oC/s, e a taxa de resfriamento acelerado realizada no lado de não-trabalho da cabeça do trilho do aparelho de mudança de via esteja também na faixa de 1-5oC/s, as razões para tal são as seguintes:
[022] O inventor da presente invenção encontrou no processo de pesquisa que durante o processo que o aparelho de mudança de via é aplicado a um tratamentotérmico de acordo com um método como descrito na presente invenção, quando a taxa de resfriamento éinferior a 1 oC/s, a temperatura da camada superficialdo aparelho de mudança de via é significativamente diminuída na fase inicial do processo de resfriamento,o processo de resfriamento persiste por algum tempo, então, a temperatura da camada de superfície já não é mais reduzida, ou até mesmo sobe, devido a uma reconstituição do calor da sua porção central, o quecausa o efeito do resfriamento acelerado não é óbvio; quando a taxa de resfriamento é maior que 5 oC/s, ataxa de resfriamento da camada superficial e uma certa profundidade abaixo da camada superficial da cabeça do trilho do aparelho de mudança de via é excessivamente alta, a cabeça do trilho é propensa aproduzir estruturas metalográficas anormais (por exemplo, bainita e martensita), aumentando assim orisco de falha quebradiças no aparelho de mudança devia sob o tensão de rodas movendo-se para trás e parafrente no processo do serviço ferroviário.
[023] De acordo com o método de tratamento térmico descrito na presente invenção, a fim de tornar o aparelho de mudança de via obtido de acordo com o método de tratamento térmico tal coo descrito na presente invenção com estrutura metalográfica completamente perlítica, é preferível que quando a temperatura da banda de rodagem da cabeça do trilho for reduzido para 400-550 oC, o processo de resfriamento acelerado seja cessado, e ao aparelho de mudança de via é aplicado diretamente ar de resfriamento até que a faixa de temperatura seja resfriada à temperatura ambiente.
[024] De acordo com o método de tratamento térmico conforme descrito na presente invenção, é preferível que quando a temperatura da banda de rodagem da cabeça do trilho seja reduzida para 400-550 oC, o processo de resfriamento acelerado seja cessado, e ao aparelho de mudança de via é aplicado diretamente ar de resfriamento até que a faixa de temperatura seja resfriada à temperatura ambiente, as razões para tal são as seguintes.
[025] O inventor da presente invenção descobriu em seu processo de pesquisa que a porção central da cabeça do trilho do aparelho de mudança de via precisa terminar a sua transição de fase em um maior grau de sub-resfriamento o quanto possível, a fim de assegurar que a parte central pode obter um desempenho excelente. De um modo geral, é difícil controlar a temperatura da parte do núcleo da cabeça do trilho com meios físicos nos processos de produção prática, a temperatura pode ser obtida por meio da conversão da temperatura monitorada da superfície do aparelho de mudança de via. O inventor da presente invenção descobriu em seu processo de pesquisa que quando a temperatura final de resfriamento realizada sobre a banda de rodagem da cabeça do trilho seguida do processo de resfriamento acelerado for maior que 550 oC, a temperatura da porção central da cabeça do trilho irá exceder 600 oC, enquanto sob tal temperatura já começa a ocorrer uma transição de fase ou uma transição de fase parcial no trilho de aço, ou seja, o processo de transição de fase não se completou. Se o processo de arrefecimento acelerado é interrompido no momento, o calor derivado da porção de cintura do trilho do aparelho de mudança de via irá rapidamente difundir para a porção central e causará a elevação de temperatura da porção central, assim a taxa de resfriamento de transição de fase é diminuída, o desempenho geral do aparelho de mudança de via obtido ao final é relativamente baixo; quando a temperatura final de resfriamento da banda de rodagem da cabeça do trilho após o processo de resfriamento acelerado for menor que 400 oC, a transição de fase de toda a seção-transversal da cabeça do trilho e o centro da base do trilho terá sido concluída por enquanto, continuar a impor o resfriamento forçado não é mais significante, por isso, a temperatura de resfriamento final realizada no processo de resfriamento acelerado situa-se na faixa de 400-550 oC.
[026] Na presente invenção, a temperatura é medida com um termômetro de infravermelho.
[027] De acordo com o método de tratamento térmico da presente invenção, o resfriamento acelerado realizado no aparelho de mudança de via é geralmente realizado através de um meio de resfriamento acelerado de sopro nas peças que precisam ser tratadas com um processo de arrefecimento acelerado, por exemplo, a fim de impor um tratamento acelerado de resfriamento na banda de rodagem do trilho, o lado de trabalho da cabeça do trilho, o lado de não- trabalho da cabeça do trilho e o centro da base do trilho, podem ser realizados por um meio de resfriamento acelerado de sopro à banda de rodagem da cabeça do trilho, lado de trabalho da cabeça do trilho, lado de não-trabalho da cabeça do trilho e centro da base do trilho respectivamente e controlando a taxa de resfriamento aplicada em cada parte. As características acima são conhecidas entre as pessoas hábeis na arte, o requerente não irá descrevê-las em detalhes neste documento.
[028] Na presente invenção, o meio de resfriamento aplicado para o processo de resfriamento acelerado pode ser um meio convencional no campo, por exemplo, o meio de resfriamento pode ser uma mistura de névoa de água ou ar comprimido.
[029] De acordo com o método de tratamento térmico da presente invenção, o método de tratamento térmico tal como descrito na presente invenção pode ser aplicado para o tratamento térmico de aparelhos de mudança de via compreendendo várias composições químicas da série perlita. A este respeito, nenhuma exigência específica é citada na presente invenção, e não serão mais detalhados aqui.
[030] Na presente invenção, o aparelho de mudança de via a ser tratado com uma banda de rodagem da cabeça do trilho com uma temperatura de 650-900 oC pode ser produzido de acordo com vários métodos da arte, por exemplo, o aparelho de mudança de trilho pode ser geralmente produzido com as seguintes etapas:
[031] O aço derretido para aparelhos de mudança de via é preparado em um forno rotativo (conversor) ou forno elétrico, o aço derretido é refinado em forno de baixa frequência (LF) e RH (Ruhrstahl-Heraeus) ou de desgaseificação a vácuo (VD), em seguida é continuamente fundido em tarugos de aço com um determinado tamanho de seção transversal, os tarugos de aço são transferidos para o forno aquecimento de modo a serem aquecidos, a temperatura de aquecimento é geralmente de 1.200-1.300 oC e o tempo de imersão é de 3-8 horas, os tarugos de aço aquecidos são laminados no formato de aparelho de mudança de via com uma secção transversal desejável, por meio da fase de laminagem ou método de fresa universal, quando o processo de laminagem é finalizado, a temperatura usual da camada superficial do aparelho de mudança de via (incluindo a cabeça do trilho do aparelho de mudança de via) é de cerca de 900-1.000 oC, a fim de obter o aparelho de mudança de via a ser tratado tendo uma banda de rodagem da cabeça do trilho com uma temperatura de 650-900 oC, o aparelho de mudança de via pode ser posicionado na vertical sobre o leito de rolos ou a cremalheira, e permitir um processo de resfriamento a ar permanecendo no ar. A presente invenção não impõe requisitos específicos, o requerente não irá descrevê-los em detalhes neste documento.
[032] A presente invenção fornece um aparelho de mudança de via obtido pelo método de tratamento térmico tal como descrito, o aparelho de mudança de trilho é composto por uma estrutura metalográfica completamente perlítica, e tenacidade do lado de trabalho da cabeça do trilho do aparelho de mudança de via é maior que a tenacidade do lado de não- trabalho da cabeça do trilho, preferencialmente 1-3 HRC maior; e resistência à tração do lado de trabalho da cabeça do trilho do aparelho de mudança de via é maior que a resistência à tração do lado de não- trabalho da cabeça do trilho, preferencialmente mais do que 20MPa superior, e mais preferencialmente de 20-50MPa superior.
[033] De acordo com uma corporificação preferível da presente invenção, o aparelho de mudança de via é processado com um método de tratamento térmico da presente invenção, quando o aparelho de mudança de via a ser tratado contendo uma banda de rodagem de cabeça do trilho com uma temperatura de 650-900 oC contendo carbono (C) 0,7-0,8 %peso, silício (Si) 0,3-0,9 %peso, manganês (Mn) 0,8-1,2 %peso, fósforo (P) 0,005-0,015 %peso, enxofre (s) 0,005-0,015 %peso, cromo (Cr) e/ou vanádio (V) e/ou nióbio (Nb) 0,030,8 %peso, o lado de trabalho 102 da cabeça do trilho do aparelho de mudança de via obtido possui propriedades em que Rp0.2 é 710-845 MPa, Rm é 11301370 MPa, A é 10,5-13,5%, Z é 22-28%; o lado de não- trabalho 103 da cabeça do trilho possui propriedades em que Rp0.2 é 680-830 MPa, Rm é 1100-1340 MPa, A é 11-14%, e Z é 22-27%.
[034] Na presente invenção, Rp0.2 refere-se a tensão de escoamento, Rm refere-se à resistência à tração, A refere-se ao alongamento e Z refere-se a redução da seção transversal.
[035] Além disso, os aparelhos de mudança de via da presente invenção têm boa linearidade e possuem excelente desempenho de resistência à fadiga de contato e resistência à abrasão durante o uso, são ideais para um transporte misto de trem de passageiros comuns e trem de carga, bem como ferroviário pesado resistindo aos danos de fadiga de contato e alta abrasão severa. Na presente invenção, os aparelhos de mudança de via geralmente possuem boa retilinearidade ao longo da direção de todo o comprimento.
[036] A descrição irá detalhar a presente invenção com uma combinação de exemplos, mas o escopo da presente invenção não está limitado aos mesmos.
[037] Etapa (1): o aço derretido para aparelhos de mudança de via com diferentes composições químicas é preparado com um forno rotatório (conversor), o aço derretido é refinado em um forno de baixa frequência(LF) e tratado com um processo de desgaseificação a vácuo, e então são continuamente forjados em tarugosde lingotamento contínuo com um secção transversalquadrada de 280 mm x 380 mm, os tarugos são transferidos para o forno de aquecimento de modo aserem aquecidos, a temperatura de aquecimento é de 1.270 oC, e o tempo de imersão é de 3 horas, assim obtem-se trilhos de aço, os trilhos de aço são laminados por meio de uma fresa universal em aparelhos de mudança de via com seção transversal de60AT, a temperatura da banda de rodagem da cabeça dotrilho é de 1.270 oC, desse modo, obtém-se os aparelhos de mudança de via, composto por oito ingredientes químicos, conforme ilustrado na tabela 1.
[038] Etapa (2) : cada aparelho de mudança de via é posicionado na direção vertical em cima da cama de rolos, e permite um processo de resfriamento por ar, por estar sob o ar. Quando a temperatura da banda de rodagem da cabeça do trilho é diminuída para uma temperatura de resfriamento inicial de resfriamento acelerado como ilustrado na tabela 2, o aparelho de mudança de via é submetido a um processo de resfriamento acelerado de acordo com o método de tratamento térmico conforme descrito na presente invenção (onde as taxas de resfriamento acelerado realizadas na banda de rodagem da cabeça do trilho, lado de trabalho da cabeça do trilho, lado de não- trabalho da cabeça do trilho e centro da base do trilho são ilustradas na tabela 2, e a taxa de resfriamento acelerado é chamada de taxa de resfriamento na tabela 2), quando a temperatura da banda de rodagem da cabeça do trilho é diminuída para a temperatura de finalização de resfriamento como ilustrado na Tabela 2, o processo de resfriamento acelerado dos aparelhos de mudança de via é parado, e os aparelhos de mudança de via são diretamente resfriados à temperatura ambiente por resfriamento a ar, assim obtendo o aparelho de mudança de via. Os aparelhos de mudança de via são submetidos a um teste de performance, as Tabelas 4 e 5 estabelecem alguns resultados de testes mecânicos dos exemplos de 1 a 8 (incluindo a propriedade elástica, propriedade de impacto e tenacidade da seção transversal da cabeça do trilho/HRC), onde a tenacidade da seção transversal da cabeça do trilho é obtida de acordo com o método de medição de tenacidade da seção transversal de cabeça de trilho de trilhos de aço doestado da arte, tal como ilustrado na figura 2, a medida de tenacidade é feita na seção transversal dacabeça do trilho do aparelho de mudança de via de aço a cada 5mm na direção ao longo das linhas tracejadas. Na presente invenção, a análise de medição é feita em apenas 10 pontos de teste selecionados, ou seja, A1, B1, C1, D1, E1, A6, B6, C6, D4 e E4 conforme ilustrado na figura 2, onde as respectivas distâncias entre A1, B1, C1, D1, E1 e a superfície da cabeça do trilho é de 5mm, a respectiva distância entre A6, B6, C6 e a superfície da cabeça do trilho é de 30mm, a respectiva distância entre D4, E4 e a superfície da cabeça do trilho é de 20mm, além disso, a propriedade elástica e a propriedade de impacto do lado de trabalho da cabeça do trilho são testados.
[039] Tabela 1
[040] Tabela 2
[041] Etapa 11) : os aparelhos de mudança de via compreendendo os mesmos oito ingredientes químicos que os dos Exemplos de 1 a 8 são produzidos e obtidos de acordo com o método idêntico ao ilustrado na etapa (1) dos Exemplos de 1 a 8.
[042] Etapa (2) : os aparelhos de mudança de via obtidos compreendendo oito ingredientes químicos são processados com o método ilustrado na etapa (2) dos Exemplos de 1 a 8; as diferenças residem em que as taxas de resfriamento acelerado realizadas sobre o lado de trabalho da cabeça do trilho, banda de rodagem do trilho, lado de não-trabalho da cabeça do trilho e centro da base do trilho são aplicadas com uma taxa de resfriamento acelerado idêntica do lado de não-trabalho da cabeça do trilho tal como ilustrado na Tabela 2, a temperatura de resfriamento final é controlada para ser a mesma que a dos Exemplos 1-8 (para detalhes, por favor, veja a Tabela 3), assim obtém-se os aparelhos de mudança de via (as Tabelas 4 e 5 ilustram uma parcela dos resultados de medição das propriedades mecânicas dos aparelhos de mudança de via obtidos dos exemplos comparativos 18, incluindo a propriedade elástica, propriedade de impacto e tenacidade da seção transversal da cabeça do trilho/HRC).
[043] Tabela 3
[044] Tabela 4
[045] Conforme ilustrado na Tabela 4, as amostras de ensaio de medição de estruturas microscópicas são obtidas dos cantos redondos do lado de trabalho da cabeça do trilho.
[046] Table 5
[047] Conforme ilustrado nas Tabelas de 1 a 5, os aparelhos de mudança de via obtidos com o método de tratamento térmico descrito na presente invenção é o aparelho de mudança de via com estrutura metalográfica completamente perlítica (sem gerar estruturas metalográficas anormais, tal como bainita e martensita), e a tenacidade do lado de trabalho da cabeça do trilho do aparelho de mudança de via é maior que a do lado de não-trabalho da cabeça do trilho, a resistência à tração do lado de trabalho da cabeça do trilho é maior que do lado de não- trabalho da cabeça do trilho, além disso, ambas as propriedades de tração e tenacidade do aparelho de mudança de via da seção transversal da cabeça do trilho são maior do que dos aparelhos de mudança de via obtidos pelos métodos do estado da arte, em particular, o valor de tenacidade da parte 30mm abaixo da cabeça do trilho (ou seja, no centro da base do trilho) não decresce significantemente, que facilita que o aparelho de mudança de via mantenha uma excelente performance operacional seguido do processo de laminação e fresagem. Em uma corporificação preferencial da presente invenção, a tenacidade do lado de trabalho da cabeça do trilho do aparelho de mudança de via é de 1-3 HRC maior que o do lado de não-trabalho da cabeça do trilho, a resistência à tração do lado de trabalho da cabeça do trilho do aparelho de mudança de via é de 20-50MPa maior que o do lado de não-trabalho da cabeça do trilho, assim melhorar eficazmente a propriedade de resistência de abrasão de impacto e propriedade de resistência de fadiga do aparelho de mudança de via tratado com calor, entretanto, os aparelhos de mudança de via têm boa propriedade de retilinearidade, tenacidade e plasticidade para os aparelhos de mudança de via de aço serem mantidos no nível corrente, e, os aparelhos de mudança de via obtidos com o método de tratamento térmico da presente invenção são ideais para o transporte ferroviário misto de passageiros e carga, assim como para estradas de ferro pesadas, resistir a danos de fadiga de contato e com alta abrasão causada.
[048] Enquanto algumas corporificações preferenciais da presente invenção são descritas acima, a presente invenção não é limitada aos detalhes dessas corporificações. Aqueles hábeis na arte podem fazer modificações e variações para o esquema técnico da presente invenção, sem se distanciar do espirito da presente invenção. Contudo, todas estas modificações e variações devem ser consideradas como caindo no domínio protegido pela presente invenção.
[049] Além disso, deve ser apreciado que as características técnicas descritas nas corporificações acima podem ser combinadas de forma adequada, desde que não haja conflito entre as características técnicas na combinação.
[050] Ademais, as diferentes corporificações da presente invenção podem ser combinadas livremente, se necessário, desde que as combinações não desviem do ideal e do espírito da presente invenção. No entanto, essas combinações serão também consideradas como caindo dentro do escopo descrito na presente invenção.
Claims (4)
1. Um método de tratamento térmico para aparelhos de mudança de via caracterizado por compreender a realização de um resfriamento acelerado no aparelho de mudança de via a ser tratado com uma banda de rodagem da cabeça do trilho com uma temperatura de 650-900oC de modo a obter um aparelho de mudança de via com uma estrutura metalográfica perlita completa, onde a taxa de resfriamento acelerado realizada no lado de trabalho da cabeça do trilho do aparelho de mudança de via é maior que a realizada no lado de não-trabalho da cabeça do trilho do aparelho de mudança de via; onde a taxa de resfriamento acelerado realizada no lado de trabalho da cabeça do trilho do aparelho de mudança de via ser na faixa de 1,1-6 oC/s, e a taxa de resfriamento acelerado realizada no lado de não-trabalho da cabeça do trilho do aparelho de mudança de via ser na faixa de 1-5 oC/s; e quando a temperatura da banda de rodagem da cabeça do trilho for menor que 400-550 oC, o processo de resfriamento acelerado é parado, e ao aparelho de mudança de via é aplicado diretamente ar de resfriamento até que a faixa de temperatura seja resfriada à temperatura ambiente.
2. O método de tratamento térmico de acordocom a reivindicação 1, caracterizado por a taxa de resfriamento acelerado realizada no lado de trabalho da cabeça do trilho do aparelho de mudança de via é de 0,1-1 oC/s maior do que a realizada no lado de não- trabalho da cabeça do trilho do aparelho de mudança de via.
3. O método de tratamento térmico de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por a taxa de resfriamento acelerado realizada na banda de rodagem da cabeça do trilho do aparelho de mudança de via é na faixa de 1-5 oC/s, a taxa de resfriamento acelerado realizada no centro da base do trilho do aparelho de mudança de via é na faixa de 1-5 oC/s.
4. Um aparelho de mudança de via caracterizado por ser obtido pelo método de tratamento térmico de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| B03A | Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette] | ||
| B06F | Objections, documents and/or translations needed after an examination request according [chapter 6.6 patent gazette] | ||
| B06U | Preliminary requirement: requests with searches performed by other patent offices: procedure suspended [chapter 6.21 patent gazette] | ||
| B06A | Patent application procedure suspended [chapter 6.1 patent gazette] | ||
| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 27/12/2013, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. |