DE19934332C1 - Railway rail, especially a standard rail or structural rail such as a switch-rail, is made of a rolled chromium-containing manganese steel of specified composition - Google Patents

Railway rail, especially a standard rail or structural rail such as a switch-rail, is made of a rolled chromium-containing manganese steel of specified composition

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Abstract

A rail is made of a rolled chromium-containing manganese steel of specified composition. A novel rail is made of a steel containing (by wt.) 0.55-0.8% C, 11-14% Mn, less than 0.65% Si and 0.2-0.7% Cr. AN Independent claim is also included for production of a structural rail by rolling a steel of the above composition.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schiene für gleisgebundene Fahrzeuge, insbesondere eine Regelschiene oder eine Konstruktionsschiene, wie eine Zungenschiene, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Konstruktionsschiene, insbesondere einer Zungen­ schiene.The invention relates to a rail for track-bound vehicles, in particular one Control rail or a construction rail, such as a tongue rail, as well as a Process for producing a construction rail, in particular a tongue rail.

Schienen für gleisgebundene Fahrzeuge sind seit langem aus der Praxis bekannt. In Deutschland werden im Bereich der Bundesbahn überwiegend sogenannte Breitfuß- oder Vignol-Schienen für gleisgebundene Fahrzeuge eingesetzt. Für die Schienen­ herstellung dieser Regelschienen wird üblicherweise ein Vor-Blockguß- und auch Stranggußmaterial verwendet, das entsprechend gewalzt wird. Der Stahl für diese Schienen weist in der Regel je nach Güte einen Kohlenstoffgehalt zwischen 0,40 und 0,82%, einen Mangangehalt zwischen 0,80 und 1,7% und einen Siliziumgehalt zwi­ schen 0,05 und 0,90% auf. Bei einem Stahl besonders hoher Güte kann auch Chrom mit Anteilen von 0,80 und 1,30% verwendet werden.Rails for track-bound vehicles have long been known in practice. In Germany are mainly so-called wide-footed or Vignol rails used for track-bound vehicles. For the rails Manufacturing these control rails is usually a pre-ingot casting and also Continuous casting material is used, which is rolled accordingly. The steel for this Rails usually have a carbon content of between 0.40 and, depending on the grade 0.82%, a manganese content between 0.80 and 1.7% and a silicon content between between 0.05 and 0.90%. Chrome can also be used for particularly high-quality steel with proportions of 0.80 and 1.30%.

Im Gegensatz zu den Regelschienen bestehen Weichenteile, nämlich Herzstücke, Kreuzungsteile und Konstruktionsschienen, wie Zungenschienen, üblicherweise aus einem Manganhartstahl. Aus einem derartigen Material bestehende Weichenteile werden nicht gewalzt, sondern gegossen. Der Manganstahlguß für die Weichenteile weist in der Regel die folgenden Bestandteile in den nachstehenden Grenzen auf:
Kohlenstoff: 0,95 bis 1,3%
Mangan: 11,5 bis 14%
Silizium: < 0,65%
Schwefel: < 0,03%
Phosphor: < 0,04%In contrast to the standard rails, switch parts, namely frogs, crossing parts and construction rails, such as tongue rails, usually consist of a manganese steel. Switch parts made of such a material are not rolled, but cast. The manganese steel cast for the switch parts usually has the following components within the following limits:
Carbon: 0.95 to 1.3%
Manganese: 11.5 to 14%
Silicon: <0.65%
Sulfur: <0.03%
Phosphorus: <0.04%

Die Metallstruktur soll im übrigen vollständig austenitisch und frei von Karbiden sein.The metal structure is said to be completely austenitic and free of carbides.

Der Grund für die Verwendung unterschiedlicher Stahllegierungen für Regelprofile einerseits und Weichenteile andererseits liegt darin, daß Weichenteile einem erheblich höheren Verschleiß unterliegen als die Regelschienen. Zur Erzielung einer höheren Lebensdauer der Weichenteile müssen diese daher eine größere Härte als die Regel­ schienen aufweisen. The reason for using different steel alloys for standard profiles on the one hand and turnout parts on the other hand is that turnout parts one considerably subject to higher wear than the control rails. To achieve a higher The service life of the switch parts must therefore be harder than the rule have rails.  

Problematisch ist, daß die Zusammensetzung des Manganstahlgusses, die zur Ge­ währleistung der Härte der Weichenteile erforderlich ist, ein Walzen von Weichentei­ len, insbesondere von aus diesem Stahl bestehenden Zungenschienen, nicht zuläßt.It is problematic that the composition of the manganese steel casting, the Ge Ensuring the hardness of the switch parts is required, a rolling of switch parts len, especially from tongue rails made of this steel, does not allow.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine Schiene der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Zungenschiene zur Verfügung zu stel­ len, wobei nicht nur eine gute Walzbarkeit des Schienenmaterials gegeben sein, son­ dern die Schiene gleichzeitig eine große Härte aufweisen soll, so daß sie auch im Be­ reich von Weichen eingesetzt werden kann.The object of the present invention is now a rail of the aforementioned Art as well as a method for producing a tongue splint available len, whereby not only a good rollability of the rail material is given, son the rail should at the same time have a great hardness, so that it also in loading rich in switches can be used.

Die zuvor angegebene Aufgabe ist erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Schiene aus einem Stahl hergestellt ist, der neben Eisen folgende Bestandteile in den nachstehenden Grenzen in Gew.-% aufweist:
Kohlenstoff: 0,55 bis 0,8%
Mangan: 11 bis 14%
Silizium: < 0,65%
Chrom: 0,2 bis 0,7%.According to the invention, the above-stated object is essentially achieved in that the rail is made from a steel which, in addition to iron, has the following constituents in% by weight within the following limits:
Carbon: 0.55-0.8%
Manganese: 11 to 14%
Silicon: <0.65%
Chromium: 0.2 to 0.7%.

Bei durchgeführten Versuchen ist festgestellt worden, daß eine Schiene, die aus einem Stahl hergestellt ist, der die oben genannten Bestandteile in den angegebenen Gren­ zen aufweist, sich ohne weiteres walzen läßt. Darüber hinaus eignet sich der zuvor angegebene Manganhartstahl hervorragend zur Verwendung für Weichenteile, näm­ lich insbesondere für Zungenschienen, da ein Stahl mit den zuvor angegebenen Be­ standteilen eine ausgesprochen hohe Härte und hervorragende Festigkeitseigen­ schaften hat. Es versteht sich natürlich, daß es ohne weiteres möglich ist, den erfin­ dungsgemäßen Stahl auch für Regelschienen zu verwenden.In tests carried out, it was found that a rail, which consists of a Steel is made of the above components in the specified sizes Zen has, can be rolled easily. In addition, the previously is suitable specified high manganese steel excellent for use in switch parts, näm Lich especially for tongue rails, since a steel with the Be a very high hardness and excellent strength properties has. It goes without saying that it is readily possible to invent the invention steel according to the invention can also be used for control rails.

Im übrigen ermöglicht es die Erfindung erstmals, Weichenteile, sofern sie von ihrem Profil her grundsätzlich walzbar sind - dies gilt jedenfalls für Zungenschienen - zu walzen. Dies stellt eine Abkehr von dem bisher eingefahrenen Weg dar, Weichenteile mit den hinsichtlich der Härte geforderten technologischen Eigenschaften grundsätz­ lich zu gießen. Otherwise, the invention makes it possible for the first time to switch parts, provided that they are of their Profile are basically rollable - at least for tongue rails roll. This represents a departure from the path that has been used so far, switch parts with the technological properties required in terms of hardness to pour.  

Im Ergebnis bietet die Erfindung die Vorteile, daß Weichenteile, sofern sie von ihrem Profil her grundsätzlich walzbar sind, sich kostengünstiger als bisher durch Gießen herstellen lassen und darüber hinaus gegenüber den bekannten Weichenteilen und auch sonstigen Regelschienen verbesserte Härte- und Festigkeitseigenschaften ha­ ben.As a result, the invention offers the advantages that switch parts, insofar as they are of their Profile are fundamentally rollable, less expensive than previously by casting can be produced and also compared to the known switch parts and also other control rails improved hardness and strength properties ha ben.

Bei Versuchen, die durchgeführt worden sind, ist weiterhin festgestellt worden, daß sich eine besonders gute Walzbarkeit des erfindungsgemäßen Stahls bei gerade für Weichenteile besonders günstigen Härte- und Festigkeitseigenschaften dadurch er­ gibt, daß der Stahl folgende Bestandteile in den nachstehenden Grenzen aufweist:
Kohlenstoff: 0,65 bis 0,75%
Mangan: 12,5 bis 13,5%
Silizium: 0,30 bis 0,50%
Chrom: 0,30 bis 0,60%.In tests which have been carried out, it has further been found that the steel according to the invention has particularly good rollability with hardness and strength properties particularly favorable for switch parts, in that the steel has the following constituents within the following limits:
Carbon: 0.65 to 0.75%
Manganese: 12.5 to 13.5%
Silicon: 0.30 to 0.50%
Chromium: 0.30 to 0.60%.

Darüber hinaus kann es für bestimmte Anwendungszwecke bei Schienen günstig sein, optional Nickel zuzugeben, und zwar mit 0,10 bis 0,30%, vorzugsweise mit 0,10 bis 0,20%.In addition, it can be inexpensive for certain rail applications be optionally add nickel, with 0.10 to 0.30%, preferably with 0.10 up to 0.20%.

Der erfindungsgemäße Stahl zur Verwendung für Schienen für gleisgebundene Fahr­ zeuge kann eine Reihe von Spurenelementen aufweisen. Hierbei kann es sich um Aluminium, Antimon, Kupfer, Molybdän, Nickel, Niob, Phosphor, Schwefel, Titan, Wasserstoff und/oder Zinn handeln.The steel according to the invention for use for rails for track-bound driving Witness can have a number of trace elements. This can be Aluminum, antimony, copper, molybdenum, nickel, niobium, phosphorus, sulfur, titanium, Trade hydrogen and / or tin.

Der Anteil der einzelnen Spurenelemente sollte bestimmte Werte nicht überschreiten. Der Anteil der einzelnen Spurenelemente sollte wie folgt sein:
Aluminium: ≦ 0,003%, insbesondere ≦ 0,001%,
Antimon: < 0,04%, insbesondere < 0,02%,
Kupfer: < 0,30%, insbesondere < 0,15%,
Molybdän: < 0,04%, insbesondere < 0,02%,
Nickel: < 0,20%, insbesondere < 0,10%,
Niob: < 0,02%, insbesondere < 0,01%,
Phosphor: ≦ 0,06%, insbesondere ≦ 0,03%,
Schwefel: ≦ 0,06%, insbesondere ≦ 0,03%,
Titan: < 0,050%, insbesondere < 0,025%,
Wasserstoff: ≦ 4 ppm, insbesondere ≦ 2 ppm,
Zinn: < 0,06%, insbesondere < 0,03%.The proportion of the individual trace elements should not exceed certain values. The proportion of the individual trace elements should be as follows:
Aluminum: ≦ 0.003%, especially ≦ 0.001%,
Antimony: <0.04%, especially <0.02%,
Copper: <0.30%, in particular <0.15%,
Molybdenum: <0.04%, in particular <0.02%,
Nickel: <0.20%, especially <0.10%,
Niobium: <0.02%, in particular <0.01%,
Phosphorus: ≦ 0.06%, in particular ≦ 0.03%,
Sulfur: ≦ 0.06%, especially ≦ 0.03%,
Titan: <0.050%, especially <0.025%,
Hydrogen: ≦ 4 ppm, in particular ≦ 2 ppm,
Tin: <0.06%, especially <0.03%.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die einzelnen Spurenelemente für sich aber auch in Kombination einiger oder aller genannten Elemente bei dem erfindungsgemäßen Stahl auftreten können. Die zuvor genannten Spurenelemente können in ihren ange­ gebenen Bereichen die vorgenannten Eigenschaften des erfindungsgemäßen Stahls weiter verbessern.It should be noted that the individual trace elements also in themselves Combination of some or all of the elements mentioned in the invention Steel can occur. The aforementioned trace elements can be found in their given areas the aforementioned properties of the steel according to the invention continue to improve.

Claims (7)

1. Schiene für gleisgebundene Fahrzeuge, insbesondere Regelschiene oder Kon­ struktionsschiene, wie eine Zungenschiene, dadurch gekennzeichnet, daß die Schie­ ne aus einem Stahl hergestellt ist, der neben Eisen folgende Bestandteile in den nach­ stehenden Grenzen in Gew.-% aufweist:
Kohlenstoff: 0,55 bis 0,8%
Mangan: 11 bis 14%
Silizium: < 0,65%
Chrom: 0,2 bis 0,7%.1. Rail for track-bound vehicles, in particular a control rail or a construction rail, such as a tongue rail, characterized in that the rail is made of a steel which, in addition to iron, has the following components in% by weight within the following limits:
Carbon: 0.55-0.8%
Manganese: 11 to 14%
Silicon: <0.65%
Chromium: 0.2 to 0.7%. 2. Schiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl folgende Be­ standteile in den nachstehenden Grenzen aufweist:
Kohlenstoff: 0,65 bis 0,75%
Mangan: 12,5 bis 13,5%
Silizium: 0,30 bis 0,50%
Chrom: 0,30 bis 0,60%.2. Rail according to claim 1, characterized in that the steel has the following components in the following limits:
Carbon: 0.65 to 0.75%
Manganese: 12.5 to 13.5%
Silicon: 0.30 to 0.50%
Chromium: 0.30 to 0.60%. 3. Schiene nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl einen An­ teil Nickel mit 0,10 bis 0,30%, insbesondere 0,10 bis 0,20% aufweist.3. Rail according to claim 1 or 2, characterized in that the steel an partially nickel with 0.10 to 0.30%, in particular 0.10 to 0.20%. 4. Schiene nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl Anteile von Aluminium und/oder Antimon und/oder Kupfer und/oder Mo­ lybdän und/oder Nickel und/oder Niob und/oder Phosphor und/oder Schwefel und/oder Titan und/oder Wasserstoff und/oder Zinn aufweist.4. Rail according to one of the preceding claims, characterized in that the steel proportions of aluminum and / or antimony and / or copper and / or Mo lybdenum and / or nickel and / or niobium and / or phosphorus and / or sulfur and / or Titanium and / or hydrogen and / or tin. 5. Schiene nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil von
Aluminium: ≦ 0,003%, insbesondere ≦ 0,001% und/oder
Antimon: < 0,04%, insbesondere < 0,02% und/oder
Kupfer: < 0,30%, insbesondere < 0,15% und/oder
Molybdän: < 0,04%, insbesondere < 0,02% und/oder
Nickel: < 0,20%, insbesondere < 0,10% und/oder
Niob: < 0,02%, insbesondere < 0,01% und/oder
Phosphor: ≦ 0,06%, insbesondere ≦ 0,03% und/oder
Schwefel: ≦ 0,06%, insbesondere ≦ 0,03% und/oder
Titan: < 0,050%, insbesondere < 0,025% und/oder
Wasserstoff: ≦ 4 ppm, insbesondere ≦ 2 ppm und/oder
Zinn: < 0,06%, insbesondere < 0,03%
ist.5. Rail according to one of the preceding claims, characterized in that the proportion of
Aluminum: ≦ 0.003%, especially ≦ 0.001% and / or
Antimony: <0.04%, in particular <0.02% and / or
Copper: <0.30%, in particular <0.15% and / or
Molybdenum: <0.04%, in particular <0.02% and / or
Nickel: <0.20%, in particular <0.10% and / or
Niobium: <0.02%, in particular <0.01% and / or
Phosphorus: ≦ 0.06%, especially ≦ 0.03% and / or
Sulfur: ≦ 0.06%, especially ≦ 0.03% and / or
Titanium: <0.050%, in particular <0.025% and / or
Hydrogen: ≦ 4 ppm, in particular ≦ 2 ppm and / or
Tin: <0.06%, especially <0.03%
is. 6. Schiene nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiene gewalzt ist.6. Rail according to claim 4, characterized in that the rail is rolled. 7. Verfahren zur Herstellung einer Konstruktionsschiene, insbesondere einer Zungen­ schiene, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungenschiene aus einem Stahl herge­ stellt wird, der folgende Bestandteile in den nachstehenden Grenzen aufweist:
Kohlenstoff: 0,55 bis 0,8%
Mangan: 11 bis 14%
Silizium: < 0,65%
Chrom: 0,2 bis 0,7%
und daß die Zungenschiene gewalzt wird.7. A method for producing a construction rail, in particular a tongue rail, characterized in that the tongue rail is made of a steel which has the following components within the following limits:
Carbon: 0.55-0.8%
Manganese: 11 to 14%
Silicon: <0.65%
Chromium: 0.2 to 0.7%
and that the tongue rail is rolled.
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