Rad für Schienenfahrzeuge und Verfahren zu dessen Herstellung Bei Rädern von Schienenfahrzeugen, z. B. der Eisenbahnen, ist man in der Entwicklung in den letzten Jahrzehnten bestrebt gewesen, insbesondere die Ver schleissfestigkeit zu erhöhen, so dass Stähle mit steigen den Mengen an Kohlenstoff und Legierungselementen Verwendung fanden. Die Erhöhung dieser Gehalte brachte eine Einbusse an Zähigkeit mit sich, und es zeigte sich, dass im modernen Schienenfahrbetrieb an den auf den Schienen bzw.
Bremsklötzen reibenden Stellen der Räder Temperaturen oberhalb des Um wandlungspunktes (Ac3) auftreten, so dass bei der nachfolgenden Abkühlung durch die Masse des Reifens bzw. des Rades und der Schienen Martensithärtung herbeigeführt und dabei zu Rissbildung Anlass gege ben wurde. Eine weitere Zulegierung von Elementen, welche den Umwandlungspunkt erhöhen, hat sich als nicht geeigneter Weg gezeigt, da die Temperaturen, auf welche sich die Radoberfläche erhitzt, auch solche hohen Umwandlungspunkte noch übersteigen.
Das erfindungsgemässe Rad für Schienenfahrzeuge ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der Rad reifen aus einer Stahllegierung besteht, die mindestens<B>0,1501.</B> Kohlenstoff, mindestens 0,60 /p Silicium, mindestens 0,35 /p Mangan und mindestens 0,1011/o Titan enthält, aber die Menge dieser Legierungsbestandteile geringer ist, als dass der Beginn der Martensitbildung unter Betriebsbedingungen erreicht wird.
Solche Reifen und Vollräder weisen eine hervor ragende Kombination der gewünschten Eigenschaften, wie Verschleissfestigkeit, genügend hohe Streckgrenze, Zähigkeit und Kerbschlagzähigkeit und Widerstand gegen Rissbildung in der auf Fahrverschleiss beanspruch ten Oberfläche auf. Die Stahllegierung enthält vorzugsweise 0,15-0,300/" Kohlenstoff 0,60-1,000/. Silicium 0,95-0,80% Mangan 0,10-0,601/>. Titan.
Dabei empfiehlt es sich, den Gehalt an Titan um so höher zu wählen, je höher die Gehalte an Kohlenstoff, Silicium und Mangan jeweils liegen, und umgekehrt.
Es hat sich weiter herausgestellt, dass es zweck mässig ist, insbesondere um die Streckgrenze noch erheblich zu erhöhen, das Rad oder zumindest den Reifen in der Weise fertigzustellen, dass es bzw. er von Temperaturen zwischen 1000 und 1100 C, vorzugs weise von etwa 1050 C, abgeschreckt wird, und zwar vorzugsweise in Wasser.
<I>Beispiel</I> Radreifen aus einer Stahllegierung mit
EMI0001.0020
0,21 <SEP> % <SEP> Kohlenstoff
<tb> 0,86 <SEP> % <SEP> Silicium
<tb> 0,62 <SEP> % <SEP> Mangan
<tb> <B>0,016"/,</B> <SEP> Phosphor
<tb> 0,012% <SEP> Schwefel
<tb> 0,02 <SEP> /p <SEP> Aluminium
<tb> 0,44 <SEP> /p <SEP> Titan
<tb> Rest <SEP> Eisen, die von 1050 C in Wasser abgeschreckt waren, zeigten folgende Festigkeitswerte:
EMI0001.0021
Zugfestigkeit <SEP> 63 <SEP> kg/mm2
<tb> Streckgrenze <SEP> 42 <SEP> kg/mm2
<tb> Dehnung <SEP> 20 <SEP> /p
<tb> Kerbschlagzähigkeit <SEP> 10 <SEP> mkg/cm2.
Nach wiederholten schnellen Erhitzungen der Ober fläche auf Temperaturen über 1100 C zeigte sich nach schroffer Abkühlung keine Rissbildung. Das Ver- schleissverhalten war, wahrscheinlich wegen des vor handenen Titankarbides und des hohen Silicium gehaltes, ausgezeichnet.
Die Untersuchung zeigt, dass die Bedingungen für die Martensitbildung nicht erreicht wurden, es zeigte sich nach längerer Betriebszeit ein Perlit-Sorbit- Gefüge.
Wheel for rail vehicles and process for its production. In wheels of rail vehicles, z. B. the railways, one has endeavored in the development in recent decades, in particular to increase the wear resistance, so that steels with increasing amounts of carbon and alloying elements were used. The increase in this content resulted in a loss of toughness, and it was found that in modern rail operations, the on the rails or
Brake pads rubbing points on the wheels temperatures above the conversion point (Ac3) occur, so that martensite hardening was brought about during the subsequent cooling by the mass of the tire or the wheel and the rails, giving rise to cracking. A further addition of elements that increase the transformation point has proven to be an unsuitable way, since the temperatures to which the wheel surface heats up even exceed such high transformation points.
The wheel according to the invention for rail vehicles is characterized in that at least the wheel tire consists of a steel alloy containing at least 0.1501 carbon, at least 0.60 / p silicon, at least 0.35 / p manganese and Contains at least 0.1011 / o titanium, but the amount of these alloy components is less than that the start of martensite formation is reached under operating conditions.
Such tires and solid wheels have an excellent combination of the desired properties, such as wear resistance, sufficiently high yield strength, toughness and notched impact strength and resistance to cracking in the surface subject to driving wear. The steel alloy preferably contains 0.15-0.300 / "carbon 0.60-1.000 /. Silicon 0.95-0.80% manganese 0.10-0.601 />. Titanium.
It is advisable to choose the higher the titanium content, the higher the carbon, silicon and manganese content, and vice versa.
It has also been found that it is expedient, especially in order to increase the yield strength considerably, to finish the wheel or at least the tire in such a way that it can reach temperatures between 1000 and 1100 C, preferably about 1050 C, is quenched, preferably in water.
<I> Example </I> Wheel tires made from a steel alloy with
EMI0001.0020
0.21 <SEP>% <SEP> carbon
<tb> 0.86 <SEP>% <SEP> silicon
<tb> 0.62 <SEP>% <SEP> manganese
<tb> <B> 0.016 "/, </B> <SEP> phosphorus
<tb> 0.012% <SEP> sulfur
<tb> 0.02 <SEP> / p <SEP> aluminum
<tb> 0.44 <SEP> / p <SEP> titanium
<tb> remainder <SEP> iron that had been quenched at 1050 C in water showed the following strength values:
EMI0001.0021
Tensile strength <SEP> 63 <SEP> kg / mm2
<tb> Yield strength <SEP> 42 <SEP> kg / mm2
<tb> elongation <SEP> 20 <SEP> / p
<tb> Notched impact strength <SEP> 10 <SEP> mkg / cm2.
After repeated rapid heating of the surface to temperatures above 1100 ° C., no cracks formed after rapid cooling. The wear behavior was excellent, probably because of the titanium carbide and the high silicon content.
The investigation shows that the conditions for martensite formation were not achieved; a pearlite-sorbite structure was found after a long period of operation.