CZ288675B6 - Ocel, zejména pro výrobu kolejnic - Google Patents
Ocel, zejména pro výrobu kolejnic Download PDFInfo
- Publication number
- CZ288675B6 CZ288675B6 CZ1994823A CZ82394A CZ288675B6 CZ 288675 B6 CZ288675 B6 CZ 288675B6 CZ 1994823 A CZ1994823 A CZ 1994823A CZ 82394 A CZ82394 A CZ 82394A CZ 288675 B6 CZ288675 B6 CZ 288675B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- weight
- tellurium
- steel
- sulfur
- rails
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 62
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 62
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 47
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 46
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 16
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 13
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 12
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 11
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 9
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- -1 fusing impurities Chemical compound 0.000 claims description 7
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 4
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- OAICVXFJPJFONN-BJUDXGSMSA-N phosphorus-30 Chemical compound [30P] OAICVXFJPJFONN-BJUDXGSMSA-N 0.000 claims 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 15
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 4
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000599 Cr alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000915 Free machining steel Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001182 Mo alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000756 V alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- CADICXFYUNYKGD-UHFFFAOYSA-N sulfanylidenemanganese Chemical compound [Mn]=S CADICXFYUNYKGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FOZHTJJTSSSURD-UHFFFAOYSA-J titanium(4+);dicarbonate Chemical class [Ti+4].[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O FOZHTJJTSSSURD-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Vlastnosti b n²ch ocel , pou van²ch pro v²robu kolejnic, st v²hybek, t les kol, obru kol a pln²ch kol, lze zdokonalit p° sadou mal ho mno stv telluru. T m se dos hne zejm na zv²Üen odolnosti proti ot ru a zlepÜen mechanick²ch vlastnost v p° n m sm ru. Tot se t²k i ocel s obsahem kysl ku ni Ü m ne 0,0015 % hmotnostn ho a s obsahem s ry do 0,007 % hmotnostn ho.\
Description
Oblast techniky
Vynález se týká oceli, zejména pro výrobu kolejnic, částí výhybek, těles kol, obručí kol a plných kol.
Dosavadní stav techniky
Pro uvedené výrobky se dosud používají oceli nejrůznějšího složení; musí však být dobře svařitelné a vzhledem k vysokému dynamickému namáhání v soustavě kolo/kolejnice musí mít vysokou mez průtažnosti, pevnost v tahu a vysokou mez únavy při kmitavém napětí, vysokou bezpečnost proti lomu a tvarovou pevnost. Navíc musí mít ocel pro kolejnice vysokou odolnost proti otěru vzhledem k tomu, že tyto jsou vystaveny vysokému namáhání třením. Tak například životnost kolejnic je při stejném mechanickém zatěžování určována zejména odolností proti otěru a počátečním otíratelným objemem hlavy kolejnice. Za jinak stejných podmínek se odolnost proti otěru zvyšuje v závislosti na zvy šování pevnosti kolejnic. V současné době dosažitelná pevnost 1 100 nebo i 1 200 N/mm2 však jde na úkor houževnatosti, svařitelnosti a odolnosti proti lomu.
Známé, normálně nelegované nebo nejvýše malým množstvím manganu, chrómu, vanadu a molybdenu legované oceli, se používají ve válcovaném stavu, to je bez tepelného zpracování; při ochlazení na vzduchu mají vznikající perlitickou nebo feriticko-perlitickou strukturu a jsou popsány v „Draft European Rails Standard“, díl 1, vydání prosinec 1991 a březen 1993. Obsahují 0,60 až 0,82% hmotnostního uhlíku, 0,13 až 0,60% hmotnostního křemíku, 0,66 až 1,30% hmotnostního manganu, v průměru 0,02 až 0,03 % hmotnostního fosforu a 0,008 až 0,030 % hmotnostního síry. Zbytek je železo včetně nečistot. Pevnost v tahu těchto ocelí je alespoň 800 až 1 130 N/mm2.
Ke stavu techniky také patří oceli s obsahem telluru; tak je například v US patentovém spise č. 4 404 047 popsáno použití telluru v množství 0,042, popřípadě 0,045 % hmotnostního telluru v souvislosti se způsobem tepelného zpracování nízkolegovaných ocelí, aniž je zřejmé, jaká je úloha telluru. Dále jsou z DE 29 37 908, 30 09 491 a 30 18 537 známy automatové oceli, mimo jiné s množstvím až 0,6 % hmotnostního uhlíku, až 0,5 nebo až 2,5 % hmotnostního křemíku, až 2,0 % hmotnostního manganu, 0,003 až 0,04 nebo až 0,40 % hmotnostního síry a až 0,03 % hmotnostního telluru, které mohou také obsahovat značné množství legovacích přísad. Tellur je zde určen pro zlepšení vlastností materiálu při tváření zastudena.
Z japonské zveřejněné přihlášky vynálezu 61 130 469 je známa ocel s obsahem 0,30 až 0,70 % hmotn. uhlíku, 0,10 až 2,50 % hmotn. křemíku, 0,10 až 2,50 % hmotn. manganu, 0,10 až 2,0 % hmotn. chrómu, 0,05 až 1,0 % hmotn. molybdenu, 0,002 až 0,40 % hmotn. síry a 0,001 až 0,40 % hmotn. telluru při poměru telluru a síry 0,04 až 0,5, nejvýše s obsahem 1,0% hmotn. zirkonu a nejvýše s obsahem 0,3 % hmotn. bismutu. Zbývá známý obsah železa. Tato ocel má velkou pevnost za vysoké teploty a vysokou stabilitu při změnách teploty; z tohoto důvodu slouží jako materiál pro výrobu nástrojů používaných za tepla a forem pro střikové lítí.
Ve zveřejněné japonské přihlášce vynálezu 63 109 145 je uvedena ocel obsahující 0,02 až 0,10 % hmotn. uhlíku, 0,02 až 0,50 % hmotn. křemíku, 0,35 až 0,85 % hmotn. manganu, méně než 0,030% hmotn. fosforu, méně než 0,015 hmotn. síry, 5,50 až 10,0% hmotn. niklu, 0,005 až 0,10% hmotn. odloučeného hliníku a méně než 0,0100% hmotn. dusíku, jakož i nejvýše 0,0060 % hmotn. telluru, přičemž obsahy telluru a síry jsou nastaveny tak, že vzniká nejméně 0,2 % hmotn. sulfidu manganatého. Ocel má zlepšenou houževnatost a odolnost proti vodíkovým trhlinám; je vhodná pro použití při nízkých teplotách.
- 1 CZ 288675 B6
Ze zveřejněné japonské přihlášky 4 154 913 je známa ocel obsahující 0,01 až 0,06% hmotn.
uhlíku, nejvýše 0,50 % hmotn. křemíku, 1,00 až 2,00 % hmotn. manganu, 0,25 až 1,50 % hmotn.
mědi, 0,10 až 1,50% hmotn. niklu, nejvýše 0,50% hmotn. chrómu, nejvýše 0,50% hmotn.
molybdenu, nejvýše 0,01 % hmotn. dusíku, 0,01 až 0,10% hmotn. hliníku, až 0,002% hmot boru, jakož i jednotlivě nebo v kombinaci 0,002 až 0,050 % hmotn. niobu, 0,01 až 0,10 % hmotn.
vanadu, 0,005 až 0,03 % hmotn. titanu a/nebo 0,001 až 0,005 % hmotn. vápníku a 0,001 až 0,010 % hmotn. telluru, jakož i nejvýše 0,020 % hmotn. fosforu a nejvýše 0,002 % hmotn. síry. Tato ocel má vysokou pevnost v tahu a ve stavu po tepelném zpracování je vhodná jako materiál pro výrobu trub, které mají vysokou odolnost proti vodíkovým trhlinám a za přítomnosti síry ío mají vysokou odolnost proti trhlinám způsobovaným pnutím.
S
Podstata vynálezu
Vynález vychází z výše popsaného stavu techniky a úkolem jeho řešení je vytvořit ocel se zlepšenou odolností proti otěru a se zvýšenou pevností v tahu a houževnatostí, aniž by došlo k omezení svařitelnosti.
Řešení vychází z poznatku, že na životnost nemají rozhodující vliv jen příčné vlastnosti, to 20 znamená technologické vlastnosti ve směru příčném vzhledem ke směru válcování. Základem tohoto poznatku je, že při namáhání na otěr se oddělují částečky materiálu v příčném směru, dochází k tvorbě trhlin a ke zvětšování trhlin při poškození v důsledku únavy materiálu, dochází například i kodlupování materiálu ve směru podélném, což však závisí na odolnosti proti dlouhodobému kmitavému namáhání v příčném směru.
Je známo, že materiálové vlastnosti ocelí pro kolejnice jsou závislé na poloze zkušebního kusu se zřetelem ke směru válcování. To však neplatí pro pevnost v tahu; mez průtažnosti je naproti tomu příčně ke směru válcování o něco vyšší, zatímco prodloužení v příčném směruje asi 50 až 60 %. Poměrné zúžení průřezu při přetržení je asi o 65 až 75 % nižší než ve směru válcování.
Proto byly prováděny četné zkoušky se snahou zlepšit příčné vlastnosti ocelí pro kolejnice. Tyto zkoušky však nepřinesly žádný výsledek.
Vynález ukazuje cestu, jak lze jednoduchými metalurgickými opatřeními výrazně zlepšit příčné 35 vlastnosti ocelí pro kolejnice s obsahem uhlíku do 0,82 % hmotnostního, přičemž jeho podstatou je, že obsahuje tellur v množství 10 až 20 % hmotnostních obsahu síry.
Zkouškami bylo prokázáno, že přídavek telluru v uvedeném množství ovlivňuje tvorbu sulfidů v ocelích obvykle používaných pro výrobu kolejnic a kol, a tak zvyšuje jejich tepelnou odolnost, 40 neboť za přítomnosti telluru se při tváření zatepla sulfidy nerozpínají, ale naopak, zachovávají svůj kulovitě—eliptický tvar. V důsledku toho mají tyto sulfidy výrazně nižší vrubový účinek než běžné sulfidy, které se při válcování zatepla rozpínají ve směru válcování. Důsledkem toho je nejen zlepšená odolnost proti otěru, ale také zlepšení příčných mechanických vlastností, aniž by I docházelo ke zhoršení svařitelnosti.
ζ Účinek telluru se projevuje u všech známých jakostí materiálu kolejnic, bez ohledu na to, zda je jejich struktura feriticko-perlitická, perlitická, jemně perlitická, tepelně zušlechtěná nebo bainitická.
Ocel podle vynálezu může obsahovat až 0,004 % hmotnostního telluru, s výhodou však alespoň 0,000 15 nebo 0,002 hmotnostního telluru a s výhodou méně než 0,0015% hmotnostního kyslíku a/nebo méně než 0,007 % hmotnostního síry. Zvláště dobrá odolnost proti otěru se projevuje v případě, když je poměr síry k telluru asi 0,1 až 0,6.
-2CZ 288675 B6
Zvláště vhodné jsou oceli s obsahem 0,55 až 0,75% hmotnostního uhlíku, 0,10 až 0,50% hmotnostního křemíku, 1,30 až 1,70% hmotnostního manganu a nejvýše 0,05 % hmotnostního fosforu, přičemž zbytek je železo včetně nečistot vzniklých při tavbě.
Dále jsou vhodné oceli s obsahem 0,60 až 0,80% hmotnostního uhlíku, 0,60 až 1,20% hmotnostního křemíku, 0,80 až 1,30 % hmotnostního manganu, nejvýše 0,030% hmotnostního fosforu a 0,70 až 1,20 % hmotnostního chrómu, přičemž zbytek je železo s nečistotami vzniklými při tavbě.
Pro legování tellurem přicházejí podle vynálezu v úvahu také oceli s obsahem 0,70 až 0,80 % hmotnostního uhlíku, 0,80 až 1,20% hmotnostního křemíku, 0,80 až 1,30% hmotnostního manganu, nejvýše 0,030% hmotnostního fosforu, 0,80 až 1,20% hmotnostního chrómu, až 0,25 % hmotnostního titanu a/nebo vanadu, přičemž zbytek tvoří železo a nečistoty vzniklé při tavbě. Výhodnější jsou však oceli bez příměsi titanu, neboť kubické karbidy a karbonáty titanu nepříznivě ovlivňují únavu materiálu.
Jako kolejnicové materiály s obsahem telluru jsou rovněž vhodné oceli s obsahem 0,53 až 0,62 % hmotnostního uhlíku, 0,65 až 1,1 % hmotnostního manganu, 0,8 až 1,3 % hmotnostního chrómu, 0,1 až 0,6 % hmotnostního křemíku, 0,05 až 0,11 % hmotnostního molybdenu, 0,05 až 0,11 % hmotnostního vanadu a méně než 0,02 % hmotnostního fosforu, přičemž zbytek tvoří železo včetně nečistot vzniklých při tavbě.
Uvedené oceli pro kolejnice mohou podle vynálezu navíc obsahovat také 0,01 až 0,025 % hmotnostního hliníku, s výhodou však do 0,004 % hmotnostního.
Vedle účinného působení telluru na sulfidy, má nízký obsah síry zvláštní význam proto, že se snižujícím se obsahem síry se výrazně zvyšuje odolnost proti otěru. Poněvadž tellur a síra mají stejný účinek, mohla by ocel podle vynálezu být bez telluru, bude-li obsah síry v odpovídající míře snížen.
Přehled obrázků na výkresech
Obr. 1 představuje diagram s vyhodnocením výsledků zkoušek oceli a obr. 2 grafické znázornění jednotlivých poměrů příčných q a podélných L vlastností oceli.
Příklady provedení vynálezu
Tlustá čára se šipkou a bod A v diagramu na obr. 1 znázorňují otěr v oblouku v závislosti na pevnosti v tahu v pevnostním rozsahu od 700 do 1 350 N/mm2 pro poloměry od 300 do 350 m, podle dřívějších zkoušek. Bod, znázorněný na čárkované přímce, je reprezentativní pro obvyklou ocel pro kolejnice jakosti 900A, zatímco křížek znázorňuje povahu zkoušené oceli s obsahem síry, zvýšeným na 0,052 % hmotnostního. Svislá tenká čára představuje otěr výše zmíněného zkušebního oblouku. Tento otěr odpovídá oceli pro kolejnice jakosti 700 s jejím obvyklým obsahem síry.
Pro znázornění negativního působení síry na pevnost v tahu v příčném směru byl u oceli pro kolejnice jakosti 900A zvýšen obsah síry z obvyklých asi 0,022 na 0,052 % hmotnostního. Složení normalizované oceli 900A je zřejmé z následující tabulky I. Kolejnice, vyrobené z této oceli, byly položeny do oblouku a poloměru 570 m. Po zatížení asi 92 χ 106 t byl změřen otěr hran; u kolejnic, vyrobených z oceli jakosti 900A s běžným obsahem síry, činil otěr 3,5 mm a u kolejnic, vyrobených z oceli jakosti 900A se zmíněným vyšším obsahem síiy, 6 mm.
-3CZ 288675 B6
Tabulka I
| C | Si | Mn | P | S | Al | Cr | Ni | Mo | Cu | N | |
| 700 | 0,473 | 0,25 | 0,90 | 0,013 | 0,021 | 0,002 | 0,16 | 0,05 | 0,03 | 0,08 | 0,0062 |
| 800 | 0,541 | 0,16 | 1,07 | 0,011 | 0,002 | 0,002 | 0,09 | 0,04 | 0,03 | 0,07 | 0,0050 |
| 900A | 0,678 | 0,23 | 1,20 | 0,019 | 0,019 | 0,002 | 0,18 | 0.05 | 0,04 | 0,07 | 0,0050 |
Obsahy v % hmotnostních
Za účelem prokázání příznivého vlivu menšího obsahu telluru byly provedeny další zkoušky s běžnými ocelemi pro kolejnice jakosti 900A, 900A s tellurem, 800 s tellurem a 700. V následující tabulce II jsou sestaveny vlastnosti podélných a příčných zkušebních vzorků obou ocelí pro kolejnice, obsahujících tellur, a vlastnosti obou porovnávaných ocelí.
| rt « o | <0 rt | 0 H· h- |
| 1O 0 co | OINT | 0 10 |
| r* r- h- | CO CO CO | 0 0 0 |
| «Ο | 0 | |
| 0 | o | 0 |
| * | k | |
| o | O | |
| co « co | X o o | |
| O τ rt | v 0 <·> | co 0 r* |
| «9 «5 CO | 0 CD CO | 0 0 0 |
| e $ | § e s | ! min 1 max střed q/L |
| 0> | ||
| e- | < | < |
| O | o | o |
| o 0 | 90 | o 0 |
-4CZ 288675 B6
Z toho vyplývá, že přídavek telluru prakticky nemá vliv na příčnou pevnost v tahu Rm v přirovnání k hodnotám v podélném směru, zatímco příčná mez průtažnosti Rp 0,2 se poněkud zvýšila. Poměr pevnosti v tahu v příčném a podélném směru se u porovnávaných ocelí bez obsahu telluru zvyšuje z 0,88 na 0,95, zatímco poměrné prodloužení u ocelí 900 se zvyšuje z 0,57 na 0,91 a kontrakce se zvyšuje z 0,38 na 0,74.
V průběhu porovnávacích zkoušek se celkově ukázalo, že odpor proti otěru lze podle vynálezu přísadou telluru zvýšit o 50 i více %. Tak se u běžné oceli pro kolejnice jakosti 900A projevil ' specifický plošný otěr 200 mm2 u kolejového oblouku o poloměru 350 m a zatížení 100 x 106 1, zatímco u oceli podle vynálezu, obsahující tellur, činil otěr pouhých 120 mm2. Výrazně vyšší , odolnost proti otěru se také projevila v případě, že ocel jakosti 900A neobsahovala tellur, avšak obsahovala jen 0,003 % hmotnostního síry. Základní úkol vynálezu lze vyřešit i tak, že se sníží obsah síry pod 0,007 % hmotnostního, i když ne v takové míře, jako u oceli podle vynálezu s obsahem do 0,004 % hmotnostního telluru.
Z následující tabulky III je zřejmé, jak je možno zlepšit mechanické vlastnosti omezením obsahu síry a s přísadou telluru v množství jen 0,002 % hmotnostního. To se projevuje zejména na příčných vlastnostech, jakož i na poměrném prodloužení při přetržení a kontrakci, které mají zvláštní význam se zřetelem k poměrně vysoké pevnosti v tahu.
Tabulka III
| Ocel | Obsah síry % | Pevnost v tahu (N/mm2) | Napětí při trhací zkoušce (N/mm2) | Poměrné prodloužení při přetržení (%) | Kontrakce (%) | ||||
| podéln ě | příčně | podélně | příčně | podélně | příčně | podélně | příčně | ||
| UC 700 | 0.025 | 820 | 815 | 1200 | 870 | 20 | 8 | 40 | 12 |
| UCI 700 | 0,003 | 823 | 820 | 1240 | 1040 | 19,5 | 14.5 | 38 | 25 |
| UCI 700 *) | 0,003+Te | 824 | 822 | 1250 | 1170 | 20 | 18,5 | 39 | 32 |
| UCI900A | 0,524 | 980 | 975 | 1350 | 1120 | 13 | 7 | 25 | 10 |
| UCI900A | 0,003 | 978 | 977 | 1348 | 1210 | 13,5 | 9 | 29 | 18 |
| UCI 900A*) | 0.003+Te | 976 | 975 | 1345 | 1315 | 14 | 12 | 29 | 24 |
*) Přísada telluru 0,002 % hmotnostních
Kromě telluru může ocel podle vynálezu obsahovat také další simé afinní prvky, jako jsou zirkon, vápník, magnesium a kovy vzácných zemin.
Vcelku zkoušky prokázaly, že odolnost proti otěru lze výrazně zvýšit bez současného zvýšení pevnosti v tahu v podélném směru. S tím je spojena výhoda, že není nijak ovlivněna svařitelnost a houževnatost materiálu, neboť zvýšení pevnosti za účelem zvýšení odolnosti proti otěru by bylo spojeno se snížením svařitelnosti a houževnatosti.
Na druhé straně je však možno také naopak, při zachování odolnosti proti otěru, snížit pevnost, což je spojeno s výhodou nižšího obsahu uhlíku a legujících složek a s tím spojeným zlepšením svařitelnosti a bezpečnosti proti lomu.
Nezávisle na obou zmíněných možnostech cílené úpravy vlastností oceli podle vynálezu, má ocel podle vynálezu v každém případě lepší příčné vlastnosti, zejména lepší pevnost v tahu, poměrné prodloužení při přetržení a kontrakci, a v důsledku toho také zvýšenou odolnost proti vzniku podélných trhlin ve stojinách kolejnic. K tomu přistupuje také asi o 20 % zvýšená mez únavy při kmitavém namáhání v příčném směru a z toho vyplývající vyšší odolnost proti škodám způsobeným únavou materiálu, které lze jinak dosáhnout jen zvýšením pevnosti v tahu o 20 N/mm2.
-5CZ 288675 B6
Průmyslová využitelnost
Oceli podle vynálezu je možno s výhodou použít zejména k výrobě kolejnic, částí výhybek, těles kol, obručí kol a plných kol.
Claims (7)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Použití oceli, obsahující do 0,82 % hmotnostního uhlíku, do 0,004 % hmotnostního telluru 15 a do 0,007 % hmotnostního síry při poměru telluru ke síře od 0,1 do 0,6 a případně 0,1 až 0,5 % hmotnostního křemíku, 1,3 až 1,7 % hmotnostního manganu, 0,01 až 0,025 % hmotnostního nebo méně než 0,004 % hmotnostního hliníku, přičemž zbytek je tvořen železem včetně tavných nečistot, pro výrobu kolejnic, částí výhybek, těles kol, obručí kol a plných kol.20
- 2. Použití oceli, obsahující 0,6 až 0,8 % hmotnostního uhlíku, do 0,004 % hmotnostního telluru a do 0,007 % hmotnostního síry při poměru telluru ku síře od 0,1 do 0,6, do 0,5 % hmotnostního křemíku, od 0,8 do 1,3 % hmotnostního manganu a nejvýše 0,05 % hmotnostního fosforu a případně 0,01 až 0,025 % hmotnostního nebo méně než 0,004 % hmotnostního hliníku, přičemž zbytek je tvořen železem včetně tavných nečistot, pro výrobu kolejnic, částí výhybek, těles kol, 25 obručí kol a plných kol.
- 3. Použití oceli, obsahující 0,5 až 0,75 % hmotnostního uhlíku, do 0,004 % hmotnostního telluru a do 0,007 % hmotnostního síty při poměru telluru ku síře od 0,1 do 0,6, od 0,1 do 0,5 % hmotnostního křemíku, od 1,3 do 1,7 % hmotnostního manganu a nejvýše 0,05% fosforu30 a případně 0,01 až 0,025 % hmotnostního nebo méně než 0,004 % hmotnostního hliníku, přičemž zbytek je tvořen železem včetně tavných nečistot, pro výrobu kolejnic, částí výhybek, těles kol, obručí kol a plných kol.
- 4. Použití oceli, obsahující 0,6 až 0,8 % hmotnostního uhlíku, do 0,004 % hmotnostního telluru 35 a do 0,007% hmotnostního síry při poměru telluru ku síře od 0,1 do 0,6 od 0,6 do 1,2% hmotnostního křemíku, od 0,8 do 1,3 % hmotnostního manganu, nejvýše 0,03 % hmotnostního fosforu a od 0,7 do 1,2 % hmotnostního chrómu a případně 0,01 až 0,025 % hmotnostního nebo méně než 0,004 % hmotnostního hliníku, přičemž zbytek je tvořen železem včetně tavných nečistot, pro výrobu kolejnic, částí výhybek, těles kol, obručí kol a plných kol.
- 5. Použití oceli, obsahující 0,7 až 0,8 % hmotnostního uhlíku, do 0,004 % telluru a do 0,007 % hmotnostního síry při poměru telluru ku síře od 0,1 do 0,5, od 0,8 do 1,2% hmotnostního křemíku, od 0,8 do 1,3 % hmotnostního manganu, nejvýše 0,03 % hmotnostního fosforu, od 0,8 do 1,2 % hmotnostního chrómu, do 0,25 % hmotnostního titanu a/nebo vanadu a případně45 0,01 až 0,025 % hmotnostního nebo méně než 0,004 % hmotnostního hliníku, přičemž zbytek je tvořen železem včetně tavných nečistot, pro výrobu kolejnic, částí výhybek, těles kol, obručí kol a plných kol.
- 6. Použití oceli, obsahující 0,53 až 0,62 % hmotnostního uhlíku, do 0,004 % hmotnostního 50 telluru a do 0,007 % hmotnostního síry při poměru telluru ku síře od 0,1 do 0,6, od 0,65 do 1,1 % hmotnostního manganu, od 0,8 do 1,3 % hmotnostního chrómu, od 0,1 do 0,6 % hmotnostního křemíku, po 0,05 až 0,11 % hmotnostního molybdenu a vanadia, méně než 0,02 % hmotnostního fosforu a případně 0,01 až 0,025 % hmotnostního nebo méně než 0,004 % hmotnostního hliníku, přičemž zbytek je tvořen železem včetně tavných nečistot, pro výrobu kolejnic, částí výhybek, 55 těles kol, obručí kol a plných kol.-6CZ 288675 B6
- 7. Použití oceli podle nároku 1, přičemž ocel dále obsahuje nejvýše 0,05 % hmotnostního fosforu.5 8. Použití oceli podle některého z nároků 1 až 7, přičemž ocel dále obsahuje méně než0,0015 % hmotnostního kyslíku.
10 2 výkresy t
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ1994823A CZ288675B6 (cs) | 1994-04-08 | 1994-04-08 | Ocel, zejména pro výrobu kolejnic |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ1994823A CZ288675B6 (cs) | 1994-04-08 | 1994-04-08 | Ocel, zejména pro výrobu kolejnic |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ82394A3 CZ82394A3 (en) | 1995-11-15 |
| CZ288675B6 true CZ288675B6 (cs) | 2001-08-15 |
Family
ID=5462312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ1994823A CZ288675B6 (cs) | 1994-04-08 | 1994-04-08 | Ocel, zejména pro výrobu kolejnic |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ288675B6 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2413028C2 (ru) * | 2008-06-18 | 2011-02-27 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Сталь для производства железнодорожных бандажей |
-
1994
- 1994-04-08 CZ CZ1994823A patent/CZ288675B6/cs not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2413028C2 (ru) * | 2008-06-18 | 2011-02-27 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Сталь для производства железнодорожных бандажей |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ82394A3 (en) | 1995-11-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2013221988B2 (en) | Abrasion resistant steel plate with high strength and high toughness, and processing for preparing same | |
| EP2881485B1 (en) | Abrasion resistant steel plate with high strength and high toughness, and process for preparing same | |
| PL186509B1 (pl) | Sposób wytwarzania szyny | |
| KR100208676B1 (ko) | 내마모성 및 내내부손상성이 우수한 레일 및 그 제조방법 | |
| US8430976B2 (en) | Rail steel with an excellent combination of wear properties and rolling contact fatigue resistance | |
| US5131965A (en) | Deep hardening steel article having improved fracture toughness | |
| EP0930374B1 (en) | Production of cold working tool steel | |
| AU2002257862B2 (en) | Reinforced durable tool steel, method for the production thereof, method for producing parts made of said steel, and parts thus obtained | |
| US5711914A (en) | Rail steel | |
| US20100092330A1 (en) | Eco-friendly pb-free free cutting steel with excellent machinability and hot workability | |
| US20240131632A1 (en) | Tig welded joint | |
| CZ288675B6 (cs) | Ocel, zejména pro výrobu kolejnic | |
| JPS60218460A (ja) | 高張力鋳鋼 | |
| JPH03243745A (ja) | 耐遅れ破壊性に優れた機械構造用鋼 | |
| JP2733989B2 (ja) | 熱間延性に優れた快削鋼 | |
| CZ255795A3 (en) | High-grade steel alloy for chains and their structural parts | |
| JP4790512B2 (ja) | 構造用高強度鋳鋼材 | |
| KR102365671B1 (ko) | 용접성이 향상된 극저온용 용접이음부 | |
| JPH04354852A (ja) | 高速度鋼工具用高硬度シャンク材または胴材 | |
| KR100411671B1 (ko) | 내용접균열성 및 내마모성이 우수한 오버레이 용접용 합금강 | |
| KR102711939B1 (ko) | 파이프라인용 저온 충격인성이 우수한 가스메탈 아크 용접용 와이어 | |
| SK281601B6 (sk) | Použitie ocele na výrobu koľajníc, prídržných koľajníc a pojazdných železničných zariadení | |
| RU2374055C1 (ru) | Состав сварочной проволоки для наплавки узлов или литых деталей из низколегированных сталей | |
| JPH0586438A (ja) | 低温用構造用鋼 | |
| JPH05214485A (ja) | 靱性に優れた耐摩耗鋼 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20060408 |