DE2706697C2 - Verfahren zur Herstellung einer Schweißverbindung zwischen Manganhartstahl und Schienenstählen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer Schweißverbindung zwischen Manganhartstahl und Schienenstählen

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DE2706697C2
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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Schweißverbindung zwischen Manganhartstahl und Schienenstählep.
Es ist bereits bekannt, Herzstücke aus Manganhartstahl herzustellen, die auf Grund ihrer chemischen Zusammensetzung und ihres Gefüges gute Kaltvorfesiigungseigenschaften zeigen. Hierbei können auf dem Fahrspiegel Festigkeiten von 140 bis 150 kp/mm2 erzielt werden. Ein Hauptproblem, das sich bei Manganhartstahl-Herzstücken und Manganhartstahlschienen ergibt, besteht darin, daß es schwierig ist, Manganhartstahl-Herzstücke oder Manganhartstahlschienen mit den Anschlußschient'n stumpf zu verschweißen, weil in den Schweißungen spröde Übergangszonen und Härterisse entstehen.
Zur Beseitigung dieses Nachteils ist bereiis ein Verfahren entwickelt worden, das darin besteht, daß zwischen den aus Manganhartstahl bestehenden Herzstückteilen und den aus normalem Schienenstahl bestehenden Anschlußschienen ein Zwischenstück bzw. Zwischenstücke aus einem kohlenstoffarmen, zähen Stahl mit austenitischem oder austenitisch-ferrhischem Gefüge eingeschaltet sind, die einerseits mit dem Manganhartstahl-Herzstück und andererseits mit den Anschlußschienen durch Stumpfschweißen verbunden sind.
Ein Nachteil dieses bekannten Verfahrens ist, daß es nicht zu Verbindungen mit der erforderlichen Zähigkeit führt.
Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Verbindung zwischen Manganhartstahl mit normalen Schienen, z. B. zwischen Manganhartstahl-Herzstücken und den aus normalem Schienenstahl bestehenden Anschlußschienen, für das Herzstück zu schaffen, das den hohen Beanspruchungen und Belastungen des Schienenverkehrs standhält.
Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß zunächst ein ferritischer Schienenstahl mit einem Zwischenwerkstoff aus Austenit oder Halbaustenit verschweißt wird, daß dann diese Verbindung über einen so langen Zeitraum ausgelagert wird, bis eine für die Stabilisierung ausreichende Ausscheidung von Karbiden erfolgt ist, und daß schließlich nach Ausscheiden der Karbide das aus Halbaustenit oder Austenit bestehende Zwischenstück mit dem Manganhartstahl verschweißt wird.
Es hat sich herausgestellt, daß die Auslagerungszeit durch Steigerung der Temperatur verkürzt werden kanr\ So kann bei Temperaturen bis zu maximal 3500C der Aushärtevorgang, der bei Zimmertemperatur je nach Zusammensetzung der Zwischenlegierung bis zu 12 Wochen dauert, auf kürzere Zeitspannen reduziert werden.
In der nachstehenden Tabelle sind beispielsweise Daten der mechanischen Eigenschaften von Schweißverbindungen gegenübergestellt, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sind und Schweißverbindungen, die nach dem bekannten Verfahren vorgenommen wurden:
Reihenfolge der
Verfahrensschriüe		 Bruchlast
in kp		 Durchbiegung
in mm
(nach plastischer
Verformung)
l.a) Verschweißung
Manganhartstahl/
Zwischenwerkstofr
b) Verschweißung
Zwischenwerkstoff/
Schiene		 69 5
2. a) Verschweißung
Schiene/Zwische;i-
werkstolf
b) Verschweißung
Zwischenwerkstoff/
Manganhartstahl		 58 0
3. a) Verschweißung
Schiene/Zwischen
werkstoff
b) Auslagerung
(IOWochen)
c) Verschweißung
Zwischenwerkstoff/
Manganhartstahl		 78 25
Es hat sich herausgestellt, daß in der Verbindungszone Ferrit-Zwischenstück die Ausscheidung von Kohlenstoff und die Bildung von Karbiden an den Kleinwinkelkonigrenzen erfolgt, Die Laufwege der Versetzung werden durch diese Vorgänge gegenüber denen im r.k htausgelagerten Material ungleich größer. Im nichtausgeiagerten Gefüge behindern feine Martensitnadeln und Mikrozwillinge die Versetzungsbewegung. Damit wird durch die Auslagerung eine für die praktische Verwendung notwendige Zähigkeit bei nur geringem Abfall der Festigkeit erzielt. Eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Schweißverbindung zwischen einer Schiene aus Stahl der Güte UIC B mit einer Festigkeit von 900 N/mm2 und Manganhartstahl der Zusammensetzung:
Si
Mg
«/ο
1,0/1,25 0.35/0,70 13 5/14,5 -0,080
-0,020
3 4
Unter Verwendung eines Zwischenwerkstoffes der Zusammensetzung:
Si Mn P S Cr Ni
0,15/25 0,80/1,30 -2.0 max. 0,045 max. 0,030 24,0/26,0 3,5/5,5
wurde einer Bruttobelastung von größer als 107 Lt im Gleis ausgesetzt, ohne daß Schaden festgestellt werden konnten.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Verschweißen ferritischer Schienenstähle mit Manganhartstahl unter Verwendung eines Zwischen werkstoff es aus Austenit bzw. H albaustenit, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein ferritischer Schienenstahl mit einem Zwischenwerkstoff aus Austenit oder HaIbaustenit verschweißt wird, daß dann diese Verbindung über einen so langen Zeitraum ausgelagert wird, bis eine für die Stabilisierung ausreichende Ausscheidung von Karbiden erfolgt ist, und daß schließlich nach Beendigung des erforderlichen Auslagerungszeitraumes das aus Halbaustenit oder Austenit bestehende Zwischenstück mit dem Manganhartstahl verschweißt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslagerungszeit bei Raumtemperatur zwischen 3 bis 12 Wochen beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslageningszeitraum bei einer Temperatur von 350°C verkürzt werden kann.
DE2706697A 1977-02-17 1977-02-17 Verfahren zur Herstellung einer Schweißverbindung zwischen Manganhartstahl und Schienenstählen Expired DE2706697C2 (de)

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DE2834282A1 (de) * 1977-08-19 1979-02-22 Voest Ag Verfahren zur verbindung von aus manganhartstahlguss bestehenden herzstuecken mit aus kohlenstoffstahl bestehenden schienen
AT395122B (de) * 1990-07-20 1992-09-25 Voest Alpine Eisenbahnsysteme Verfahren zur verbindung von aus manganhartstahlguss bestehenden weichenteilen bzw. manganstahlschienen mit einer schiene aus kohlenstoffstahl

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