EP0716185B1 - Verfahren zur Herstellung einer Herzstückspitze sowie Herzstückspitze - Google Patents

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EP0716185B1
EP0716185B1 EP95118492A EP95118492A EP0716185B1 EP 0716185 B1 EP0716185 B1 EP 0716185B1 EP 95118492 A EP95118492 A EP 95118492A EP 95118492 A EP95118492 A EP 95118492A EP 0716185 B1 EP0716185 B1 EP 0716185B1
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EP
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rail sections
point
rail
steel
frog
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EP95118492A
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Gerhard Ratz
Stefan Dipl.-Ing. Schmedders
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Voestalpine Turnout Technology Germany GmbH
Original Assignee
Voestalpine BWG GmbH
Butzbacher Weichenbau GmbH
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/04Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rails
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B7/00Switches; Crossings
    • E01B7/10Frogs
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2251/00Treating composite or clad material

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a frog tip Tip section such as block tip and welded connecting rail sections, the Tip section and the connecting rail sections made of different types of steel exist, and wherein the tip section and the connecting rail sections after undergo a common heat treatment during their welding.
  • the invention relates to a frog tip with a tip section such as a block tip and welded connecting rail sections, the tip section and the Connection rail sections consist of different types of steel, and the Tip section and the connecting rail sections after their welding one are subjected to common heat treatment.
  • the individual parts are tempered before welding. Because of the different However, undefined heat transfer zones form in the area of the welding surfaces from those in the areas of not clearly defined or desired Material properties such as tensile strength, flexural fatigue strength, yield strength or fracture toughness to lead.
  • a frog with a block-like frog tip is known for the tip part a steel of analysis 0.55% C, 0.32% Si, 1.5% Mn, 0.34% Mo, 0.1% V and for the connector a steel of analysis 0.55% C, 0.32% Si, 1.5% Mn is used and the entire centerpiece tip after welding Tip part and connector including the weld joint is oil-coated.
  • a joint remuneration for core sections can also be found in BE 702 087.
  • the present invention is based on the problem of a method for producing a Centerpiece tip and such to develop itself such that after welding Defined material properties are ensured without the need for complex manufacturing technology Actions are required.
  • the problem is solved by a method of the type mentioned at the outset solved that the heat treatment of the terminal rail sections and the tip section is made as a unit such that the tip section is martensitic and the connecting bar sections pearlitic structure.
  • a centerpiece tip of the type described above is characterized by that the centerpiece tip and the connecting rail sections have been tempered as a unit, the Tip section martensitic structure and the connecting rail sections pearlitic structure and in their welded superimposed surfaces merge into one another.
  • the tip section in the form of a block tip welded to the geometric Adaptation to the welding surfaces of the connecting rail sections is worked out.
  • the material of the connecting rail sections is a steel with an analysis at least 0.73 to 0.79 weight percent C, 0.86 - 0.00 weight percent Mn, 0.21 to 0.32 Weight percent Si, 0.07 to 0.025 weight percent P, 0.008 to 0.022 weight percent S, 0.02 to 0.14 percent by weight Cr and 0.000 percent by weight Nb as well as usual melting-related Impurities.
  • the material of the tip section is preferably a vacuum-treated one Steel with at least 0.53 to 0.62 weight percent C, 0.15 to 0.25 weight percent Si, 0.65 to 1.1 weight percent Mn, 0.8 to 1.3 weight percent Cr, 0.05 to 0.11 Weight percent Mo, 0.05 to 0.11 weight percent V, ⁇ 0.02 weight percent P, optional up to 0.025 percent by weight Al, optionally 0.5 percent by weight Nb, residual iron and conventional impurities due to melting, the ratio of Mn to Cr being approximately 0.80 ⁇ Mn: Cr ⁇ 0.85 and the ratio of Mo to V is approximately 1.
  • Fig. 1 a plan view of a frog tip (10) is shown, which results from a front tip section in the form of a block tip (12) and butt welded to it Connection rail sections (14) and (16) together.
  • the block tip is 12 with the connecting rail sections (14) and (16) along the line BB welded.
  • the block tip (12) consists of a special steel, which is a vacuum-treated steel with 0.53 to 0.62 wt% C, 0.15 to 0.25 wt% Si, 0.65 up to 1.1 wt% Mn, 0.8 to 1.3 wt% Cr, 0.05 to 0.11 wt% Mo, 0.05 to 0.11 wt% V ⁇ 0.02% by weight P, optionally up to 0.025% by weight Al, optionally 0.5% by weight Nb, residual iron as well as usual impurities due to melting, the ratio of Mn to Cr is approximately 0.80 M Mn: Cr 0,8 0.85 and the ratio of Mo to V is approximately 1 is.
  • a special steel which is a vacuum-treated steel with 0.53 to 0.62 wt% C, 0.15 to 0.25 wt% Si, 0.65 up to 1.1 wt% Mn, 0.8 to 1.3 wt% Cr, 0.05 to 0.11 wt% Mo, 0.05 to 0.11 wt% V ⁇ 0.02% by weight P,
  • the connecting rails (14) and (16) consist of a steel, which for rules as Vignole rails can be used and an analysis with at least 0.73 to 0.79 % C, 0.86 to 0.99% Mn, 0.21 to 0.32% Si, 0.07 to 0.025% P, 0.008 up to 0.022% by weight of S, 0.02 to 0.14% by weight of Cr and 0.000% by weight of Nb as well as usual melting-related Has impurities.
  • the invention provides that the block tip (12) is only butt welded to the connecting rail section (14) and (16) and then the unit thus formed is remunerated.
  • the adjacent welding surfaces same geometries on how Figs. 4 and 5 are intended to illustrate. So the block tip points (12) a geometry in its end face (18) facing the rail sections (14), (16) on that of the surface of the facing abutting surfaces (20) and (22) of the connecting rail sections (14) and (16).
  • the block tip (12) on the one hand in the central area (reference number (26)) and on the other hand in the flank area (reference number (28)) and (30).
  • the depth of the elaboration (26) corresponding to an oval in the middle section The direction of the longitudinal axis (24) of the block tip (12) amounts to approximately one third to two thirds, preferably approximately half the width of the block tip (12) in the area its end face (18).
  • the side elaborations (28) and (30) extend approximately over a length of the block tip (12), which is approximately the width of the block tip (12) in its Face (18) corresponds.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Herzstückspitze mit Spitzenabschnitt wie Blockspitze und angeschweißten Anschlußschienenabschnitten, wobei der Spitzenabschnitt und die Anschlußschienenabschnitte aus unterschiedlichen Stahlsorten bestehen, und wobei der Spitzenabschnitt und die Anschlußschienenabschnitte nach ihrem Verschweißen einer gemeinsamen Wärmebehandlung unterzogen werden.
Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Herzstückspitze mit Spitzenabschnitt wie Blockspitze und angeschweißten Anschlußschienenabschnitten, wobei der Spitzenabschnitt und die Anschlußschienenabschnitte aus unterschiedlichen Stahlsorten bestehen, und wobei der Spitzenabschnitt und die Anschlußschienenabschnitte nach ihrem Verschweißen einer gemeinsamen Wärmebehandlung unterzogen sind.
Herzstücke ergeben sich bei Weichen oder Kreuzungen durch Überschneidungen der Schienenstränge. Die im Bereich der Schienenlücken vorhandenen Herzstückspitzen sind dabei einem hohen Verschleiß ausgesetzt, so daß dieser Bereich aus festen Materialien wie Sonderstahl oder Mangan ausgebildet wird. Die sich an den Spitzenabschnitt anschließenden Anschlußschienen, die aus üblichem Schienenmaterial bestehen, können stumpf angeschweißt werden, sofern die unterschiedlichen Materialien dies zulassen.
Vor dem Verschweißen werden die einzelnen Teile vergütet. Aufgrund der unterschiedlichen Materialien bilden sich jedoch in dem Bereich der Schweißflächen undefinierte Wärmeübergangszonen aus, die in den Bereichen zu nicht eindeutig definierten bzw. gewünschten Materialeigenschaften wie Zugfestigkeit, Biegewechselfestigkeit, Streckgrenze oder Rißzähigkeit führen.
Aus der DE-AS 1 284 439 ist ein Herzstück mit blockartiger Herzstückspitze bekannt, bei dem für das Spitzenteil ein Stahl der Analyse 0,55 % C, 0,32 % Si, 1,5 % Mn, 0,34 % Mo, 0,1 % V und für das Anschlußstück ein Stahl der Analyse 0,55 % C, 0,32 % Si, 1,5 % Mn zur Verwendung kommt und die gesamte Herzstückspitze nach dem Verschweißen von Spitzenteil und Anschlußstück einschließlich des Schweißstoßes ölvergütet ist.
Eine gemeinsame Vergütung von Herzstückabschnitten ist auch der BE 702 087 zu entnehmen.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Herzstückspitze und eine solche selbst derart weiterzubilden, daß nach dem Verschweißen definierte Materialeigenschaften sichergestellt sind, ohne daß herstellungstechnisch aufwendige Maßnahmen erforderlich sind.
Erfindungsgemäß wird das Problem durch ein Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Wärmebehandlung der Anschlußschienenabschnitte und des Spitzenabschnitts als Einheit derart erfolgt, daß der Spitzenabschnitt martensitisches und die Anschlußschienenabschnitte perlitisches Gefüge aufweisen.
Eine Herzstückspitze der zuvor beschriebenen Art zeichnet sich dadurch aus, daß die Herzstückspitze und die Anschlußschienenabschnitte als Einheit vergütet worden sind, wobei der Spitzenabschnitt martensitisches Gefüge und die Anschlußschienenabschnitte perlitisches Gefüge aufweisen und in ihren aufeinanderliegenden Schweißflächen bündig ineinander übergehen. Dabei ist insbesondere vorgesehen, daß der Spitzenabschnitt in Form einer Blockspitze anschweißseitig zur geometrischen Anpassung an die Schweißflächen der Anschlußschienenabschnitte ausgearbeitet ist.
Dadurch, daß der Spitzenbereich und die Anschlußschienenabschnitte im Bereich ihrer aneinanderliegenden Schweißflächen bündig ineinander übergehen, ergibt sich der Vorteil, daß auf einfache Weise ein Stumpfschweißen möglich ist. Dabei ist insbesondere die Ausarbeitung des Spitzenbereichs zur geometrischen Anpassung an die Schweißflächen der Anschlußschienenabschnitte von Vorteil.
Insbesondere ist das Material der Anschlußschienenabschnitte ein Stahl einer Analyse mit zumindest 0,73 bis 0,79 Gewichtsprozent C, 0,86 - 0,00 Gewichtsprozent Mn, 0,21 bis 0,32 Gewichtsprozent Si, 0,07 bis 0,025 Gewichtsprozent P, 0,008 bis 0,022 Gewichtsprozent S, 0,02 bis 0,14 Gewichtsprozent Cr und 0,000 Gewichtsprozent Nb sowie üblichen erschmelzungsbedingten Verunreinigungen.
Bei dem Material des Spitzenabschnittes handelt es sich vorzugsweise um einen vakuumbehandelten Stahl mit zumindest 0,53 bis 0,62 Gewichtsprozent C, 0,15 bis 0,25 Gewichtsprozent Si, 0,65 bis 1,1 Gewichtsprozent Mn, 0,8 bis 1,3 Gewichtsprozent Cr, 0,05 bis 0,11 Gewichtsprozent Mo, 0,05 bis 0,11 Gewichtsprozent V, ≤ 0,02 Gewichtsprozent P, wahlweise bis 0,025 Gewichtsprozent Al, wahlweise 0,5 Gewichtsprozent Nb, Resteisen sowie üblichen erschmelzungsbedingten Verunreinigungen, wobei das Verhältnis von Mn zu Cr in etwa 0,80 ≤ Mn : Cr ≤ 0,85 und das Verhältnis von Mo zu V in etwa 1 beträgt.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels.
Es zeigen:
Fig. 1
eine Draufsicht auf eine Herzstückspitze,
Fig. 2
eine Seitenansicht der Herzstückspitze nach Fig. 1 im Ausschnitt,
Fig. 3
eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts der Herzstückspitze nach Fig. 1,
Fig. 4
ein Schnitt entlang der Linie AA in Fig. 1 und
Fig. 5
ein Schnitt entlang der Linie BB in Fig. 1.
In Fig. 1 ist eine Draufsicht einer Herzstückspitze (10) dargestellt, die sich aus einem vorderen Spitzenabschnitt in Form einer Blockspitze (12) und mit diesem stumpf verschweißten Anschlußschienenabschnitten (14) und (16) zusammensetzt. Dabei ist die Blockspitze 12 mit den Anschlußschienenabschnitten (14) und (16) entlang der Linie BB abbrennstumpf verschweißt.
Erfindungsgemäß besteht die Blockspitze (12) aus einem Sonderstahl, bei dem es sich um einen vakuumbehandelten Stahl mit 0,53 bis 0,62 Gew.% C, 0,15 bis 0,25 Gew.% Si, 0,65 bis 1,1 Gew.% Mn, 0,8 bis 1,3 Gew.% Cr, 0,05 bis 0,11 Gew.% Mo, 0,05 bis 0,11 Gew.% V ≤ 0,02 Gew.% P, wahlweise bis 0,025 Gew.% Al, wahlweise 0,5 Gew.% Nb, Resteisen sowie übliche erschmelzungsbedingte Verunreinigungen handelt, wobei das Verhältnis von Mn zu Cr in etwa 0,80 ≤ Mn : Cr ≤ 0,85 beträgt und das Verhältnis von Mo zu V in etwa 1 beträgt.
Demgegenüber bestehen die Anschlußschienen (14) und (16) aus einem Stahl, der für Regelwie Vignolschienen benutzt werden kann und eine Analyse mit zumindest 0,73 bis 0,79 Gew.% C, 0,86 bis 0,99 Gew.% Mn, 0,21 bis 0,32 Gew.% Si, 0,07 bis 0,025 Gew.% P, 0,008 bis 0,022 Gew.% S, 0,02 bis 0,14 Gew.% Cr und 0,000 Gew.% Nb sowie übliche erschmelzungsbedingte Verunreinigungen besitzt.
Um die den Anfahrbereich der Herzstückspitze (10) bildende Blockspitze (12) verschleißfest auszubilden, weist diese ein martensitisches Gefüge auf, wohingegen die Anschlußschienenabschnitte (14), (16) ein perlitisches Gefüge besitzen.
Damit verhindert wird, daß aufgrund des Stumpfschweißens undefinierte Wärmeübergangszonen sowohl in der Blockspitze (12) als auch in den Anschlußschienenabschnitten (14) und (16) auftreten, die zu Gefügestörungen führen können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Blockspitze (12) mit dem Anschlußschienenabschnitt (14) und (16) erst stumpf verschweißt und sodann die so gebildete Einheit an sich vergütet wird.
Um ein einfaches Verschweißen zwischen der Blockspitze (12) und den Anschlußschienenabschnitten (14) und (16) zu ermöglichen, weisen die aneinanderliegenden Schweißflächen gleiche Geometrien auf, wie die Fig. 4 und 5 verdeutlichen sollen. So weist die Blockspitze (12) in ihrer den Schienenabschnitten (14), (16) zugewandten Stirnfläche (18) eine Geometrie auf, die der Fläche der zugewandten Stoßflächen (20) und (22) der Anschlußschienenabschnitte (14) und (16) entspricht.
Um eine entsprechende Geometrie der Stirnfläche (18) zu erzielen, ist die Blockspitze (12) einerseits im Mittelbereich (Bezugszeichen (26)) und andererseits im Flankenbereich (Bezugszeichen (28)) und (30) ausgearbeitet.
Die Tiefe der im mittleren Abschnitt einem Oval entsprechenden Ausarbeitung (26) in Richtung der Längsachse (24) der Blockspitze (12) beläuft sich in etwa auf ein Drittel bis zwei Drittel, vorzugsweise in etwa der Hälfte der Breite der Blockspitze (12) im Bereich ihrer Stirnfläche (18). Die seitlichen Ausarbeitungen (28) und (30) erstrecken sich in etwa über eine Länge der Blockspitze (12), die in etwa der Breite der Blockspitze (12) in ihrer Stirnfläche (18) entspricht.

Claims (6)

  1. Verfahren zum Herstellen einer Herzstückspitze (10) mit Spitzenabschnitt wie Blockspitze (12) und angeschweißten Anschlußschienenabschnitten (14, 16), wobei der Spitzenabschnitt und die Anschlußschienenabschnitte aus unterschiedlichen Stahlsorten bestehen, und wobei der Spitzenabschnitt und die Anschlußschienenabschnitte nach ihrem Verschweißen einer gemeinsamen Wärmebehandlung unterzogen werden,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Wärmebehandlung der Anschlußschienenabschnitte (14, 16) und des Spitzenabschnitts als Einheit derart erfolgt, daß der Spitzenabschnitt martensitisches und die Anschlußschienenabschnitte perlitisches Gefüge aufweisen.
  2. Herzstückspitze (10) mit Spitzenabschnitt wie Blockspitze (12) und angeschweißten Anschlußschienenabschnitten (14, 16), wobei der Spitzenabschnitt und die Anschlußschienenabschnitte aus unterschiedlichen Stahlsorten bestehen, und wobei der Spitzenabschnitt und die Anschlußschienenabschnitte nach ihrem Verschweißen einer gemeinsamen Wärmebehandlung unterzogen sind,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Herzstückspitze (10) und die Anschlußschienenabschnitte als Einheit vergütet worden sind, wobei der Spitzenabschnitt (12) martensitisches Gefüge und die Anschlußschienenabschnitte (14) perlitisches Gefüge aufweisen und in ihren aufeinanderliegenden Schweißflächen bündig ineinander übergehen.
  3. Herzstückspitze nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Spitzenabschnitt (12) in Form einer Blockspitze anschlußschienenseitig zur geometrischen Anpassung an die Schweißflächen der Anschlußschienenabschnitte (14, 16) ausgearbeitet ist.
  4. Herzstückspitze nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Spitzenabschnitt (12) ein Sonderstahl und die Anschlußschienenabschnitte (14, 16) ein Schienenstahl sind.
  5. Herzstückspitze nach zumindest Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Schienenstahl eine Analyse mit zumindest 0,73 bis 0,79 Gew.% C, 0,86 bis 0,99 Gew.% Mn, 0,21 bis 0,32 Gew.% Si, 0,07 bis 0,025 Gew.% P, 0,008 bis 0,022 Gew.% S, 0,02 bis 0,14 Gew.% Cr und 0,000 Gew.% Nb sowie üblichen erschmelzungsbedingten Verunreinigungen besitzt.
  6. Herzstückspitze nach zumindest Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Sonderstahl ein vakuumbehandelter Stahl mit 0,53 bis 0,62 Gew.% C, 0,15 bis 0,25 Gew.% Si, 0,65 bis 1,1 Gew.% Mn, 0,8 bis 1,3 Gew.% Cr, 0,05 bis 0.11 Gew.% Mo, 0,05 bis 0,11 Gew.% V ≤ 0,02 Gew.% P, wahlweise bis 0,025 Gew.% Al, wahlweise 0,5 Gew.% Nb, Resteisen sowie üblichen erschmelzungsbedingten Verunreinigungen ist, wobei das Verhältnis von Mn zu Cr in etwa 0,80 ≤ Mn : Cr ≤ 0,85 beträgt und das Verhältnis von Mo zu V in etwa 1 beträgt.
EP95118492A 1994-11-29 1995-11-24 Verfahren zur Herstellung einer Herzstückspitze sowie Herzstückspitze Expired - Lifetime EP0716185B1 (de)

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