DE2302865C2

DE2302865C2 - Verfahren zum Herstellen einer unvergüteten hochfesten Schiene

Info

Publication number: DE2302865C2
Application number: DE19732302865
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr.-Ing. 4140 Rheinhausen Heller
Original assignee: Fried Krupp Huettenwerke AG
Current assignee: Krupp Stahl AG
Priority date: 1973-01-20
Filing date: 1973-01-20
Publication date: 1975-09-11
Also published as: DE2302865B1; CA1016849A; GB1450355A; AU6473074A

Description

0,28 bis 0.35% Kohlenstoff 0 20 bis \_f 50% Silizium

0,50 bis 3,50% Mangan

1.25 bis 4,00% Chrom

2,75 bis 4,50% Mangan + Chrom

iowie wahlweise einzeln oder zu mehreren

0,02 bis 0,40% Molybdän

O,ö2 bis 0.40% Vanadium

0,00! bis 0,01 % 3or

Rest F: en mit den übliche» Verunreinigungen,

dadurch gekennzeichnet, oaß die Schiene aus dem Warmwalzzustand an Luft unter Bildung von Zwischenstufengeföge a./gekühlt und darauf im Temperaturbereich von 450 bis 600° C in einem Zeitraum bis zu einer Stunde geglüht wird, der so bemessen ist, daß — bei nahezu gleichbleibender Festigkeit — die Streckgrenze um mindestens 5 kp/mm², bevorzugt um mindestens 10 kp/ mm² in bezug auf die Festigkeitswerte nach der Luftabkühiung verringert ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzuiw» der Schiene in einer Hitze vom Rohblock bis auf ^ertigmaß erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienen normal auf dem Warmbett an Luft abkühlen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Schienen-Profile mit einem Metergewicht von mehr ils 50 kp hergestellt werden.

5. Anwendung des Verfahrens nach einem der Anspruchs ! bis 4 saf eiass as sich bekannten Schienenstahl, bestehend aus

Rei den heutigen, unvergüteten Schienen handelt es sich übenviegend um ferrinsch-perl.tr.ehe und perl,. *" Cg_nIe mit Mindestzugfestigkeiten von /0, 80 H QoIcd mm² auf der Basis der Legierungsclemente unü j- η _{j7 feis} Q^₈₂-/j, Silizium (0,80'·,.) und w. - ^ ^,(,o^ _In geringem I mfang kom-

Mangaji ^^^ pe_rIitische Stähle mit 110 kp.· me _{jndestzugfest}igkeit zur Anwendung, d ,e zusätzmm ^ ^ ^, _{chrom und we}j_tere Legierungselemente Mclvb "an Nickel, Vanadin und Titan enthalten. Da " .₀Iche Schienen zum Teil eine verzögert- Abkühlung aus der Walzhitze erfordern, um ein martensi.freies Geföge einzustellen, eignen sie sich wegen der notwendTgerweise viel schnelleren Abkühlung beim Schweißen nicht tür durchgehend geschweißte Gleue. η"überhinaus kann bei hohen Festigke.tswerten d.e yghiekeit unbefriedigend sein.

Die nach dem Abkühlen der gewalzten Schiene durch Härten oder Vergüten auf hohe Festigkeiten _so ^brachten Schienen haben die nachteilige Ligenschaft, «^ q_chwejßen die hohe Festigkeit unu Streckgrenze, im schweißwärmebeeinflußten Bereich, zu verlieren. I? Γ7. ■ _{d Sch}i_enen die im unvergüteten Zustand rv" ^ _tiakeits. _und Stretkgrenzenwerte besitzen, "°" _uziet.en Auch ist bei unvergüteten Schienen die =>5 /orzuz.ι .- ^ ^ _{Gleichmäßigke}i_t der angestrebter.

ti?™ _{ößer und} die Aufwendungen sind gerin-

uuieweric g

ger. _welches ^nehmende Bedeutung erhält,

^'ⁿ _whnachun vergüteten, hochfesten Schienen ^ ^df _t^_n ^u^"_keitseige_nSc_haften, die nicht nur Achs-™ β _{22 Tonnen}, _SOndem auch solche bis 35

lasten bis ei möglichst jahre-

und ⁵°Ε^3Γ^^ _ertragen, dabei keine Fahrkar.te.i-„ ^l^JS2^ijS£hiiiig_eii des Kopfes und ^^br^^unf^ ^_a _und Len sehr hohen Ver-

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λ wi ^^anßan

υ.υΐ /„ Aluminium

Best Eisen mit den üblichen Verunreinigungen _ stellt sich hier die Aufgabe, ein Verfahren anzagsfc-s zum Herstellen einer

Snvergüteten, hochfesten und zähen, hochverschleißfesten Schiene mii einer Zurfestiekeit über 125 1 bis etwa 160 kp/mm²
die unter Achslasten
betriebsfähig bleibt. .

Es hat sich nach langer Erprobungszeit ergeben, daß hierzu eine bestimmte Auswahl aus den Analysenbereichen der Schienenstähle erforderlich ist, aber auch eine besümmte Wärmebehandlung der aus der Warmwalze kommenden Schiensn.

so Zum »erstellen einer unvergüteten. hochfesten unc zäher hochverschleißfesten Schiene mit einer Zugfestigkeit über 125 bis 160 kp/mm² und einer Dehnung A. 2 12%, die unter Achslasten bis 5C Tonnen lang-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer unvergüteten, hochfesten Schiene.

Unter diesem Begriff sind Schienen zu verstehen, die eic·! aus Härten und Anlassen des gesamten Querschnittes oder Teilhärten des Schieosnkopfes k^-tehenden Wärmebehandlung nicht unterwerk., werden. Schienm, die einer solchen Härtung traterzogin werden, sind mit Festigkeiten bis über !0Q kp/mm³ im vergüteten Zustand bekannt ihre Stähle -itterj in d« Regsi neben verhäknismäBig hohen Kohlenstüifgehaltet Legieningselcmente wfc Mangan, M&ngan und Chrom sowie gegebenenfalls Zusätze aa Molybdän, Vanadium oder ähnlichen Ekmsatcn.

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zenig beirrciraiähi§ bleibt, sus eise«» S bestehend aus

0,28 bis 0,35% Konlenstoff 0^20 bis 1,50% Sihzium
0,50 bis 3,50% Mangan
1,25 bis 4,00% Chrom
2,75 bis 4,50% Mangan + Chrom _SOwie wahlweiss eiiasln oder zu niehreren

fg.¹«; WJ^

^{Rest Elscn} ^^{1 den ubiichen}

wird so verfahren, daß die Schiene aus dem Wannwakzustand an Luft unter Bildung von Zwischenstufen-

gefüge abgekühlt und darauf im Temperaturbereich

von 450 bis 600"C in einem Zeitraum bi-, zu einer Keι spiet

Stunde geglüht wird, der so bemessen ist. daß bei L nie Yer-.uch-.cbiene wurde unter schwellen Hl i r

nahezu gleichbleibender Festigkeit - die Streckgrenze gungen über eüiige Jahre in ikr i'ra».:·- gej-ruü Du·

um mindestens 5 kp'mm-. bevorzugt um mindesten^ 5 Zusammensetzung des Seh;enens!.ihis Aar toSgeii'U-

10 kpmm² in bezug auf die Festigkeitswerte nach der Chemische Zusammensei/u-j in ί it-^hupri'/,.:,:

Luftabkühlung verringert ist. ^ ,,^,

Daß die Stähle an -,ich bekannt sind, geht / B. au·, ^, ₍₎3^

der französischen Patentschrift 747 962 hervor. Schie- '^j'" _(J 7^

nen solcher Zusammensetzung ha'»en jedoch im [tetrieo io Cr 3 "'<'

nach kurzer Betriebszeit versagt. ρ OU¹O

Erfindungsgemäß bedarf es jedoch U- .^gegenüber ^ ₀₍p_;

einer besonderen Festlegung der Stablzusammenset- '^ 0_{JI.

zung i.,,d einer bestimmten Nachbsh. d'-ung der ge- >^ 00"M

walzten Schiene. 15

Es ist zweckmäßig, für ein?n r.v r -in "Wasserstoff- Die Schiene war aus der Walzhitze an Luft ubae-

gehalt im Stahl, insbesondere ^A „_^ v'akuumbehand- kuh!t und wies dann eine Zugfestigkeit von 140 Kp mm-

lung oder wasssrstoSanae ^L ichmelzung. zu sorgen. und eine 0,2-Cirenze \on 120 kpmm² auf Nach der

Die Walzung der S =>iene erfolg» zweckmäßig in Abkühlung aus der warm«ai/htuc w.j :e dje Sch-ene einer Hitze vom Rokbioci. zum Fertigprofil. Das Ab- 20 eine halbe Stunde bei 450 C an Luft stationär angekühlen unter Bildung von Zwiscb«:nstu£engefüge kann lassen und zeigte dann ein angelassenes, Zwischenstunormal auf dem Warmbett erfolgen. Dabei wird die fengefüge. Die mechanischen eigenschaften nach dem S '.iiene — vorzugsweise in bekannter We^;-e entgegen Anlassen waren 140 kp/mm² Zugiesiigkeit, 98 kp/mm² der späteren Krümmungstendenz beim Abkühlen vor- 0,2-Grenze. i6"_o Bruchdehnung und -H% Brucheingebogen — auf der Seite liegend, so daß also eine 25 schnürung. Der Einfluß der Anlaßtemperatur auf die Kopf- und eine Stegkante auf dem Warmbett auf- mechanischen Eigenschaften bei einer halbstündigen liegen, an Luft abgtküliL Anlaßbehandlung dieser Schiene ist in der Zeu ■ .ng

Das Anlassen kanu stationär oder im Durchlauf- dargestellt.

verfahren vorgenommen werden. Nach dem Verfahren Die Gesamtbelastung der Versuchschiene beträgt

der Erfindung werden insbesondere Schienenprofile 3° zur Zeit etwa 300 · 10^e Brutto-Tonnen in einer Kurve

mit einem Mindestgewicht von mehr als 50 kp i'erge- von etwa 300 m Radius bei Achslasten von etwa 35

stellt. Tonnen. Die Schiene ist noch vollkommen fehlerfrei

Line Abstufung, je nach den Achslasten, erfolgt und zeigt auch einen nur geringen Verschleiß. Der

zweckmäßig so, daß nach dem Anlassen der abge- Widerstand gegen Verschleiß betrug das 3 bis 5fache

kühlten, warmgewalzten Schiene ^für Achslasten bis 35 gegenüber Schienen in verschleißfesten Güten nach

22 Tonnen eine Streckgrenze vou 80 bis 100 kpmm² den technischen Lieferbedingungen,/. B. der Deutschen

vorgesehen wird, für Achslasten von 22 bis 35 Tonnen Bundesbahn, mit 90 bis IÜ5 kp/mm² Zugfestigkeit,

eine Streckgrenze von SO bis 110 kp und für Achslasten Der Widerstand gegenüber Fahrkantenausbrechungen

von 35 bis 50 Tonnen eine Streckgrenze von 100 bis ist mindestens viermal größer als bei verschleißfesten

120 kp/mm². 40 Schienen unter vergleichbaren Bedingungen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch·;:

ί. Verfahren zum Herstellen einer unvergüteten, kochfesten und zähen, hochverschleißfesten Schiene ■lit einer Zugfestigkeit über i25 bis 160 kp/mm² «nd einer Dehnung <5₅ ä 12%, die unter Achslasten bis 50 Tonnen langzeitig betriebsfähig bleibt, aus einem Schienenstahl, bestehend au=