DE1508415B1

DE1508415B1 - Verfahren zur Waermebehandlung von Schienen,insbesondere Eisenbahnschienen aus Stahl

Info

Publication number: DE1508415B1
Application number: DE19661508415
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Fried Krupp Huettenwerke AG
Current assignee: Fried Krupp Huettenwerke AG
Priority date: 1966-05-05
Filing date: 1966-05-05
Publication date: 1970-11-26

Description

Kopf der Schiene zu härten und dabei gegebenen- io vom 2000-Hz-Generator abgegebene Leistung lag im falls die Walzhitze auszunutzen. Gleichmäßigere Mittel bei 60 kW, während die im Werkstück indu-Härtetemperaturen werden dabei erzielt, wenn man
die Schienen durch einen Temperaturausgleichofen

läufern' läßt Das Härten selbst wird durch Berieseln

850⁰C erwärmt.

Nach dem Erhitzen des Fußteiles der Schienenproben, bei dem darauf geachtet wurde, daß andere Teile des Schienenquerschnittes in ihrer Temperatur immer unterhalb des A₃-Punktes blieben, wurden die

Fußteile der Schienenproben in Wasser abgeschreckt.

Nach dem Abschrecken bzw. Härten wurden beide

as Schienenproben bei etwa 600° C angelassen.

Nach dieser Behandlung ergab sich im Schienenfuß ein hochangelassenes Vergütungsgefüge, während im Schienenkopf ein normal ausgebildetes perlitischferritisches Gefüge erhalten blieb.

Eine Kerbschlagzähigkeitsprüfung an diesen Schienenabschnitten, die mitDVM-Kerbschlagbiegeproben bei Raumtemperatur vorgenommen wurde, ergab das folgende Bild:

Während im Schiehenkopf und -steg die Werte der

zierte Leistung '< geringer war.

In gleicher Weise wurde der Fußteil einer weiteren Schienenprobe aus Stahl der angegebenen; chemimit Wasser oder Eintauchen in Wasser durchgeführt. 15 sehen Zusammensetzung mittels eines Gasbrenners

Nach einem weiteren bekannten Verfahren werden (Acetylen-Sauerstoff-Brenner) in einer Zeit von etwa ganze Schienen oder auch nur die Schienenenden, 4 bis 6 Minuten auf eine Temperatur von etwa die dem größten Verschleiß unterliegen, mittels
Flammenhärtung oder auf elektrisch induktivem
Wege gehärtet.

Diese bekannten Verfahren dienen dazu, entweder Fehlstellen zu vermeiden oder das Verschleißverhalten und den Widerstand gegen Verquetschungen zu verbessern.

Für das Betriebsverhalten der Schienen ist darüber hinaus auch die SprÖdbruchempfindlichkeit von besonderer Bedeutung. Bei tiefen Temperaturen können Schienen kerbspröde werden, wobei dieKerbsprödigkeit im allgemeinen mit der Härte der Schienen ansteigt. Bedingt durch diese Kerbsprödigkeit treten dann Schienenbrüche auf, die zumeist vom Fuß der Schiene ihren Ausgang nehmen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Nachteil bei Schienen* zu vermeiden und eine Schiene

zu schaffen, die bei sonst gleichen Eigenschaften wie 35 Kerbschlagzähigkeit bei etwa 1 bis 2 kgm/cm² liegen, sie die bekannten Schienen haben eine erhöhte d. h. gegenüber denjenigen, die bereits nach dem Sicherheit gegen Sprödbrüche aufweist, die vom Walzen vorliegen, fast unverändert sind, wurden im Schienenfuß ausgehen. vergüteten Schienenfuß sowohl nach dem Induktions-

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch härten als auch nach dem Flammenhärten unverhältgelöst, daß die aus Stahl bestehenden Schienen, ins- 4° nismäßig stark gesteigerte Werte der Kerbschlagbesondere Eisenbahnschienen, einer Wärmebehand- Zähigkeit von bis zu etwa 14 kgm/cm² erreicht, lung unterworfen werden, bei der der Schienenfuß Dem Gefüge entsprechend wiesen die Schienenauf Temperaturen oberhalb des A₃-Punktes erwärmt - proben im Kopf und im Übergang zum Steg eine wird, während die anderen Teile der Schienen auf Härte auf, die zwischen 240 und 270 HV liegt. Im Temperaturen unterhalb des A₃-Punktes verbleiben, 45 vergüteten Fuß stieg dagegen die Härte auf etwa alsdann abgeschreckt und anschließend auf eine 300 HV an, wobei sämtliche Härtewerte im Schienen-Kerbschlagzähigkeit von mehr als 6 kgm/cm², ge- kern in der Nähe der Schienenmittelachse ermittelt messen an einer DVM-Probe bei 2O⁰C Prüftemperatur, und ein hochangelassenes Vergütungsgefüge
angelassen wird.

In überraschender Weise wird bei den nach diesem
Wärmebehandlungsverfahren behandelten Schienen
im Schienenfuß ein .hoher Anstieg der Kerbsehlagzähigkeit erzielt, während im Schienenkopf die anderen für das Betriebsverhalten wichtigen Eigenschaf- 55 anderes, etwas milderes Abschreckmittel verwendet, ten erhalten bleiben. um der Gefahr einer Härterißbildung vorzubeugen.

Das der Erfindung zugrunde liegende Verfahren In zweckmäßiger Weise wird ferner zum Härten des sei an Hand eines Ausführungsbeispiels, das nur die Schienenfußes die vom vorausgehenden Warmumfor-Wärmebehandlungsfolge und die damit erreichten men vorhandene Wärme ausgenutzt. Auch kann mit Werkstoffeigenschaften zeigen soll, im folgenden 60 Vorteil nach dem Abschrecken des Schienenfußes die näher erläutert. ganze Schiene angelassen werden. Empfehlenswert ist

Der Fußteil einer Schienenprobe aus einem Stahl es ferner, die Vergütung des Schienenfußes im kontimit der chemischen Zusammensetzung: nuierlichen Stofffluß durchzuführen.

0,60% Kohlenstoff *^m übrigen läßt ^si^ca das neue Verfahren zur

q'₄q₀, „.j. . ' 65 Wärmebehandlung mit Vorteil auf Schienen mit den

' ° ^u ' an sich bekannten chemischen Zusammensetzungen

1,48% Mangan, von etwa 0,45 bis 0,82% Kohlenstoff, 0,60 bis 2,10%

0,020% Phosphor, Mangan, Silizium, Phosphor und Schwefel in den

wurden.

Aus wirtschaftlichen Gründen ist es zweckmäßig, die Arbeitsspule zur induktiven Erwärmung oder auch die Gasbrenner beim Flammenhärten in ihrer Form der Form des Schienenfußes anzupassen.

Als Abschreckmittel wird vorteilhafterweise statt kalten Wassers eine Abschreckemulsion oder ein

üblichen Grenzen, Rest Eisen und übliche Verunreinigungen anwenden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Wärmebehandlung von Schienen, insbesondere Eisenbahnschienen, aus Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß der Schienenfuß auf Temperaturen oberhalb des A₃-Punktes erwärmt wird, während die anderen Teile der Schienen auf Temperaturen unterhalb des A₃-Punktes verbleiben, abgeschreckt und anschließend auf eine Kerbschlagzähigkeit von mehr als 6 kgm/cm², gemessen an einer DVM-Probe bei 20° C Prüftemperatur, und ein hochangelassenes Vergütungsgefüge angelassen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schienenfuß induktiv oder mittels eines Gasbrenners auf die Härtetemperatur erhitzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsspule zur induktiven Erwärmung und die Form des Gasbrenners der Form des Schienenfußes angepaßt werden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schienenfuß von der Härtetemperatur mittels einer Abschreckemulsion abgeschreckt wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Härten des Schienenfußes die vom vorausgehenden Warmumformen vorhandene Wärme ausgenutzt wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Abschrecken des Schienenfußes die ganze Schiene angelassen wird.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergütung des Schienenfußes im kontinuierlichen Stofffluß durchgeführt wird.