HU220124B - Profilos hengerelt gyártmány és eljárás annak előállítására - Google Patents
Profilos hengerelt gyártmány és eljárás annak előállítására Download PDFInfo
- Publication number
- HU220124B HU220124B HU9702498A HUP9702498A HU220124B HU 220124 B HU220124 B HU 220124B HU 9702498 A HU9702498 A HU 9702498A HU P9702498 A HUP9702498 A HU P9702498A HU 220124 B HU220124 B HU 220124B
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- rolled
- alloy
- temperature
- rails
- silicon
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 35
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 34
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 30
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 26
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 25
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 24
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 23
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 20
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 17
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 14
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 10
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 10
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 9
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 8
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 7
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 6
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims description 5
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 5
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 5
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 4
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 3
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 claims 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 10
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 8
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 5
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 3
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 description 2
- 206010017076 Fracture Diseases 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000010985 leather Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910001339 C alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000846 In alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000007656 fracture toughness test Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 230000003763 resistance to breakage Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000004781 supercooling Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
- C21D1/19—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering by interrupted quenching
- C21D1/20—Isothermal quenching, e.g. bainitic hardening
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/04—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rails
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/002—Bainite
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
- Formation And Processing Of Food Products (AREA)
- Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Golf Clubs (AREA)
- Forging (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
Description
A hengerelt gyártmány mint szerkezeti elem a mindenkori alkalmazásnak megfelelően különféleképp terhelhető, miközben az általános anyagtulajdonságok alapján a legnagyobb egyedi igénybevétel határozza meg a darab méretezését és/vagy tartósságát. Műszakilag és gazdaságilag is előnyös lehet ezért, ha a szerkezeti elem tulajdonsága a vele szemben támasztott követelményekhez illeszkedik, illetve ha a gyártmány jellegzetes egyedi terheléseinek megfelelően a gyártmány specifikusan különösen jó anyagjellemzőkkel rendelkezik.
Futósínek vagy vasúti sínek esetén nyilvánvalóan sokoldalú anyagterhelésről van szó. A sínhez kötött forgalom miatt a síneknek egyfelől nagy kopásállósággal kell rendelkezniük a fejzónában, illetve a kerekeket hordozó felületen, másfelől pedig nagy szívóssággal, szilárdsággal és törésbiztonsággal kell rendelkezniük a vágányban fellépő hajlító igénybevétel miatt a keresztmetszet többi zónáiban.
Hogy növekvő forgalom jelentkezésekor és mind nagyobb tengelyterheléseknél javítsák a sínek használati tulajdonságait, számos javaslat született a sínfejek keménységének fokozására.
Az AT-399 346-B számú szabadalmi leírásból ismert egy eljárás e követelmények teljesítésére, amelynél az ausztenites szerkezetű sínfejet szintetikus hűtőközeg-adalékkal ellátott hűtőközegbe merítik 450 °C és 550 °C közötti felületi hőmérséklet eléréséig, majd kiemelik, miáltal a fejzónában fokozott keménységű finomperlit szövetszerkezet képződik. Az eljárás lefolytatásához az EP-441 166-A számú szabadalmi leírásban olyan berendezés van közzétéve, mely egyszerű módon teszi lehetővé a sínfej bemerítését a hűtőfolyadékot tartalmazó merítőmedencébe.
Egy további eljárás vált ismertté sínek stabil perlites szerkezetének kialakítására az EP-186 373-B1 számú szabadalmi leírásból; ennél az eljárásnál fúvókaszerkezetet alkalmaznak a hűtőközeg számára a sín gyorsított lehűtéséhez, és a fúvókaszerkezet és a sínfej közötti távolságot a sínfej elérendő keménységértékétől és az acél szénegyenértékétől függően állítják be.
Profilos hengerelt gyártmányok, különösen sínek hőkezelési eljárása és annak lefolytatására szolgáló berendezés ismerhető meg az EP-693 562-A számú szabadalmi leírásból, amelynél különösen a sínfejben fokozott keménységű és kopásállóságú finomperlit szövetszerkezet képződik. Egy további eljárás van közzétéve az EP-293 002 számú leírásban a finomperlit szövetszerkezet létrehozására a sín fejzónájában. Ennél a sínfejet forró vízsugarakkal 420 °C-ra hűtik le és ezt követően levegőárammal kezelik.
Az EP-358 362-A számú leírásból egy olyan eljárás vált ismertté, amelynél a sínfejet az ötvözet ausztenitmezejéből nagy intenzitással és olyan mértékben hűtik le, hogy a felszíni hőmérséklet a martenzitpont felett maradjon. A választott hőmérséklet elérése után korlátozzák a hűtőhatást úgy, hogy teljes izotermikus átalakulás menjen végbe az alsó perlitfokozatban, mégpedig ausztenit-finomperlit átalakulás.
Az acél kémiai összetételének megfelelően ennek a szövetszerkezeti változásnak bainitképződés nélkül kell végbemennie.
Fején nagy kopásállóságú és talpán nagy törésbiztonságú sínt állítanak elő az EP-136 613-A. számú, illetve a DE-3 336 006-A számú leírás szerint egy olyan eljárással, melynél a sín a hengerlés és levegőn történő lehűlés után 810-890 °C-on ausztenitizálódik és gyorsítva hűl le. Ennél úgy történik a lehűlés, hogy a fej zónájában finomperlit szövetszerkezet és a talp zónájában martenzit szövetszerkezet keletkezik, amelyet később megeresztenek.
Ahhoz, hogy kedvező mechanikai tulajdonságú hengerelt gyártmányt, előnyösen olyan futósínt vagy vasúti sínt érjenek el, melynek különösen a feje nagy kopásállóságú, és a többi zónái nagy szívósságúak, a technika állása szerint a szerkezeti anyagban finomperlites szövetszerkezetet kell beállítani és el kell kerülni egy közbenső fokozati szövetszerkezetet, azaz bainites szövetszerkezetet, adott esetben bizonyos martenzithányad mellett.
Az előbbi megállapítás elméletileg is megindokolható, mivel a perlitátalakuláskor, amikor atomdiffúzió tör2
HU 220 124 Β ténik, csökkenő hőmérsékletnél a karbid és ferrit lemezes fázisa számára megnő a csíraképződés sebessége, miáltal a szövetszerkezet egyre finomabbá és ezáltal nagy szívósság mellett keményebbé és kopásállóbbá válik. A perlitképződés tehát csíraképződésen és növekedésen keresztül történik, amelyet az aláhűtés mértéke és különösen a szén- és vasatomok diffuziósebessége határoz meg.
Ha a lehűtés sebességét tovább növelik, illetve az átalakulás hőmérsékletét tovább csökkentik, a széntartalmú, gyengén ötvözött, vasalapú szerkezeti anyagok közbenső fokozati, azaz bainites szövetszerkezetbe alakulnak át. Bár ennek még késik a pontos elméleti tisztázása, gyakori az a feltételezés, hogy a közbenső fokozati vagy bainites átalakulásnál az alaprácsatomok nem tudnak diffundálni a szövetszerkezet átalakulása során, de a szénatomok még diffundálni tudnak, és ennek következtében karbidok képződnek. Közvetlenül a finomlemezes perlitté alakulás hőmérséklettartománya alatt, tehát a közbenső fokozati átalakuláskor képződött szövetszerkezet lényegesen durvább. A keletkezett karbidok is láthatóan nagyobbak, a ferritlemezek között rendeződnek el, lényegesen rontják az anyag szívósságát és növelik az anyagkifáradást, valamint a darab törésveszélyét, különösen lökésszerű terheléseknél. Emiatt a sínek szövetszerkezetében nem lehet bainit.
Egy nagy kopásállóságú és kifáradással szemben jobban ellenálló karbidmentes bainites acél vált ismertté a WO 96/22 396 számú leírásból. Nagy szilíciumés/vagy 1,0-3,0 tömeg% alumíniumtartalom segítségével egy 0,05-0,5 tömeg% szenet, 0,5-2,5 tömeg% mangánt és 0,25-2,5 tömeg% krómot tartalmazó gyengén ötvözött acélban a hengerlést hőmérsékletről folyamatos lehűtés által a hengerelt gyártmányban lényegében karbidmentes „felső bainit” típusú mikroszerkezetet, vagyis bainites ferritből, maradék ausztenitből és nagy széntartalmú martenzitből álló vegyes szövetszerkezetet kell beállítani. Alacsony hőmérsékleteknél és/vagy mechanikai igénybevételeknél viszont a maradék ausztenitnek legalább egyes részei a szövetszerkezetben martenzit és/vagy úgynevezett alakítási martenzit képződése mellett átalakulnak, miáltal a fázishatárokon megnő a repedések kiindulásának veszélye.
A forgalom növekedése a vasútvonalakon, valamint a nagyobb tengelyterhelések és vonatsebességek általában jobb anyagminőségeket követelnek, és a sínek jobb használati tulajdonságait is biztosítani kell. A technika állása szerint a szerkezeti anyag kopásállóságának és szívósságának további növelése csak drága ötvözéstechnikai intézkedésekkel érhető el.
A találmány alapja az a felismerés, hogy a gyengén ötvözött vasalapú szerkezeti anyagokból álló, eddig ismert hengerelt gyártmányok, valamint a javított használati tulajdonságú gyártmányok előállítási eljárása, különösen hőkezelési eljárása továbbfejlesztésével is el lehet érni az előbbi célokat.
Találmányunk megalkotásánál azt a célt tűztük ki, hogy profilos hengeres gyártmányt, különösen futósínt vagy vasúti sínt állítsunk elő nagy koptatószilárdság, illetve nagy kopásállóság optimális kombinálásával, fokozott szívósság és anyagkeménység, valamint kifáradással szembeni ellenállás mellett.
A találmány célja továbbá egy olyan új eljárás megalkotása, amellyel javulnak a profilos hengerelt gyártmány használati tulajdonságai gazdaságos ötvözetfelhasználás mellett.
A találmány olyan vasötvözetből álló profilos hengerelt gyártmányra, különösen futósínre vagy vasúti sínre vonatkozik, amelynek sínfeje, síntalpa és ezeket összekötő gerince van, és olyan ötvözetből készül, amely szenet, szilíciumot és/vagy alumíniumot, mangánt, adott esetben krómot, különleges - karbidképző és a szerkezeti anyag átalakulási viselkedését befolyásoló - elemeket és/vagy mikroötvöző adalékokat, a fennmaradó részben vasat és az előállítástól függő, valamint szokványos szennyeződéseket tartalmaz, és a keresztmetszetének legalább egy részében az ötvözet ausztenitmezejéből gyorsított lehűtéssel képződött szövetszerkezete van. A találmány újdonságát megalapozó megkülönböztetettjellemzői, hogy a vasötvözet összetétele tömegszázalékban a következő:
szén 0,51-1,3, mangán 0,31-2,55, szilícium legfeljebb 0,93, alumínium legfeljebb 0,06, a szilícium és alumínium együttesen 0,99 alatt marad, és a maradék vas. A találmány lényegéhez tartozik, hogy a hengerelt gyártmány keresztmetszetének egy részében, különösen a sínfejben, az alsó közbenső fokozatban, azaz az alsó bainitmezőben képződött szövetszerkezete van, amely szövetszerkezet a felülettől legalább 10 mm, előnyösen 15 mm mélységig nyúlik.
A hengerelt gyártmány különösen kedvező tulajdonságait érjük el akkor, ha a vasötvözet összetétele tömeg%-ban: szén 0,51-0,98, mangán 0,91-1,95, szilícium 0,21-0,69, alumínium 0,03 alatt és vas mint maradék.
A hengerelt gyártmány mechanikai tulajdonságai továbbá javíthatók, ha a vasötvözet további elemeket a következő tömeg%-ban tartalmaz: króm 0,21-2,45, előnyösen 0,38-1,95, adott esetben molibdén 0,88-ig, előnyösen 0,49-ig, volfrám 1,69-ig, előnyösen 0,95-ig, vanádium 0,39-ig, előnyösen 0,19-ig, továbbá nióbium és/vagy tantál és/vagy cirkónium és/vagy hafnium és/vagy titán egymagában vagy összességükben 0,28ig, előnyösen 0,19-ig, valamint nikkel 2,4-ig, előnyösen 0,95-ig, bór 0,006-ig, előnyösen 0,004.
Egy különösen előnyös összetétel szerint a vasötvözet a szilícium-, az alumínium- és a szénelemeket olyan koncentrációkban tartalmazza, hogy a 2,75-szörös szilícium- és/vagy alumínium%-ból mínusz a szén%-ból kapott érték 2,2-vel legyen egyenlő vagy annál kisebb legyen.
A profilos hengerelt gyártmány, különösen vasúti sín egy előnyös kialakítása szerint a sín keresztmetszetében az alsó közbenső fokozati, azaz az alsó bainites szövetszerkezetű zónák tengelyszimmetrikusak vagy középpont-szimmetrikus elrendezésűek.
Egy további előnyös kiviteli példa szerint a profilos hengerelt gyártmány alsó közbenső fokozati, azaz alsó bainites szövetszerkezetű zónájának keménysége legalább 400 HB, előnyösen 420-600 HB.
HU 220 124 Β
A találmány tárgya továbbá eljárás profilos hengerelt gyártmány, különösen futósínek vagy vasúti sínek előállítására olyan vasötvözetből, amely szenet, szilíciumot és/vagy alumíniumot, mangánt, adott esetben krómot, különleges - karbidképző és a szerkezeti anyag átalakulási viselkedését befolyásoló - elemeket és/vagy mikroötvöző adalékokat, a fennmaradó részben vasat és az előállítástól függő, valamint szokványos szennyeződéseket tartalmaz, és a keresztmetszetében legalább részben az ötvözet ausztenitmezejéből gyorsított lehűtéssel képződött szövetszerkezete van, és amelynél az ausztenitmezőben előállított sín felszínének legalább egy részére hűtőközeget viszünk fel vagy ezeket a részeket hűtőközegbe merítjük. A találmány megkülönböztető jellemzője, hogy az ötvözet összetételét tömeg%-ban az alábbi határok között választjuk ki: szén 0,51-1,3, mangán 0,31-2,55, szilícium legfeljebb 0,93, alumínium legfeljebb 0,06, és a szilícium és alumínium együttesen 0,99 alatt van és a maradék vas. Az ötvözet adott esetben a következő alkotóelemeket tartalmazza tömeg%-ban: molibdén 0,88-ig, volffám 1,69-ig, vanádium 0,39-ig, nióbium és/vagy tantál és/vagy cirkónium és/vagy hafnium és/vagy titán egymagában vagy összességükben 0,28-ig, valamint nikkel 2,4-ig és bőr 0,006-ig. A gyártmányt a kiválasztott ötvözetből előállítjuk, majd a hengerelt gyártmány keresztmetszetének egy részét az ausztenitmezőből az ötvözet martenzitpontja és az ezt legfeljebb 250 °C-kal, előnyösen legfeljebb 190 °C-kal meghaladó érték közötti hőmérsékletre, különösen egy, a martenzitpont felett 5 °C-tól 110 °C-ig terjedő tartományba eső hőmérsékletre hűtjük le és a szövetszerkezetet az alsó közbenső fokozati, azaz az alsó bainitmezőben lényegében izotermikusan hagyjuk átalakulni.
Előnyös, ha a szövetszerkezetet lényegében izotermikusan, legfeljebb +110 °C, előnyösen legfeljebb ±60 °C hőmérséklet-tartományban hagyjuk átalakulni.
Előnyös, ha legfeljebb 450 °C, előnyösen legfeljebb 400 °C, különösen előnyösen 300-380 °C átalakulási hőmérsékletet alkalmazunk.
Egy másik előnyös kivitel szerint a profilos hengerelt gyártmány keresztmetszetének legalább egy részét gyorsított lehűtésnek vetjük alá.
Előnyös továbbá, ha a hűtést a felszínnek olyan hűtőközeggel történő elárasztásával végezzük, amely a profil tömegkoncentrációjának megfelel.
Egy további előnyös eljárás szerint a hengerelt gyártmányt első lépésben teljes terjedelmében hűtőfolyadékba merítjük, az ötvözet martenzitpontja felett legalább 2 °C, különösen előnyösen pedig körülbelül 160 °C felszín-hőmérséklet elérése után legalább részlegesen a hűtőközegből kivesszük és egy második lépésben kizárólag azt a területet, ahol a bainites szövetszerkezetet kívánjuk elérni, időnként a merítőfürdőben hagyjuk vagy abba belehelyezzük.
Előnyös az is, ha a hengerelt gyártmányt közvetlenül az alakítóművelet után a hengerlési hő kihasználásával tengelyirányban egyengetjük és a szerkezeti anyag alsó közbenső fokozati átalakulása révén a keresztmetszetben különleges anyagtulajdonságokat létrehozó hűtési lépéshez továbbítjuk.
Egy további előnyös eljárásnál vasúti sínek, különösen nagy fajlagos terhelés mellett nagy teljesítményű vonalszakaszokra alkalmas, nagy koptató szilárdságú, illetve nagy kopásállóságú, nagy szívósságú és kis kifáradású vasúti sínek előállítása során a hengerlés és egy alsó közbenső fokozati szövetszerkezet legalább részleges termikus beállítása után egy következő egyengetési lépést, különösen hajlító-egyengető lépést hajtunk végre szobahőmérsékleten vagy csekély mértékben megnövelt hőmérsékleten a sín stabil kiegyengetése mellett.
A következőkben a találmányt a fejlesztés vizsgálati eredményei és kiviteli példák, illetve az ábrák kapcsán mutatjuk be részletesebben. Az
1. ábra folyamatos idő-hőmérséklet átalakulási diagram 860 °C ausztenitizálási hőmérsékleten; a
2. ábra folyamatos idő-hőmérséklet átalakulási diagram 1050 °C ausztenitizálási hőmérsékleten; a
3. ábra izotermikus idő-hőmérséklet átalakulási diagram 860 °C ausztenitizálási hőmérsékleten; a
4. ábra izotermikus idő-hőmérséklet átalakulási diagram 1050 °C ausztenitizálási hőmérsékleten; az
5. ábra izotermikus idő-hőmérséklet átalakulási diagram 860 °C ausztenitizálási hőmérsékleten, Ms 300 °C martenzitponttal; a
6. ábra izotermikus idő-hőmérséklet átalakulási diagram 1050 °C ausztenitizálási hőmérsékleten, Ms 260 °C martenzitponttal.
A találmánnyal elért előnyök különösen abban állnak, hogy - mint azt észleltük - az alsó közbenső fokozatban történő átalakulásnak megfelelő szövetszerkezet-alakítású hengerelt gyártmánynak lényegesen javított mechanikai tulajdonságai vannak. Ennek előfeltétele a szerkezeti anyagnak felfelé szigorúan korlátozott szilícium- és/vagy alumíniumtartalma. Nagyobb szilícium- és/vagy alumíniumkoncentrációk a gyengén ötvözött, vasalapú szerkezeti anyagokban megakadályozzák az ausztenit szövetszerkezet teljes átalakulását az alsó közbenső fokozati tartományban. Csak legfeljebb 0,93 tömeg% szilícium és legfeljebb 0,06 tömeg% alumínium, valamint 0,99 tömeg% alatti együttes szilícium- és alumíniumtartalomnál válik lehetővé az ausztenit szövetszerkezet teljes átalakulása. Az anyagtulajdonságok meglepően nagy javulása a felső és alsó közbenső fokozati szövetszerkezet között jelenleg még kielégítően nem magyarázható meg. A szakirodalom egy része ezt elméletileg azzal indokolja, hogy a közbenső fokozati átalakulás felső hőmérséklet-tartományában, amely átalakulásban a rácsatomok öndiffuziója nem következik be, a szén még könnyen tud diffündálni. Ez durva, fénymikroszkópon látható, a ferrittűk között fekvő karbidkiválásokat eredményez, amelyek a szerkezeti anyag tulajdonságait kedvezőtlenül befolyásolják. Ezzel szemben az alsó közbenső fokozati átalakulás hőmérséklettartományában a széndiffúzió alig vagy egyáltalán nem jelenik meg, így a karbidok a közbenső fokozati ferrittűiben képződnek és olyan finom eloszlásban vannak jelen, hogy fénymikroszkóppal már
HU 220 124 Β nem észlelhetők, hanem csak elektronmikroszkóppal ismerhetők fel. Ez az előnyös karbidkialakulás és karbideloszlás az alsó közbenső fokozati szövetszerkezetben magyarázza a keménység és szilárdság, a szívósság, a törésbiztonság, a koptató szilárdság és a kopásállóság lényeges javulását, valamint a hengerelt gyártmánynak a kifáradással szembeni nagy ellenállását.
A hengerelt gyártmány mechanikai tulajdonságai tovább növelhetők, illetve javíthatók, ha a vasötvözet további, szerkezeti anyagátalakulási viselkedését befolyásoló elemeket, illetve mikroötvöző elemeket is tartalmaz a következő tömeg%-ban: króm 0,21-2,45, előnyösen 0,38-1,95, adott esetben molibdén 0,88-ig, előnyösen 0,49-ig, volfrám 1,69-ig, előnyösen 0,95-ig, vanádium 0,39-ig, előnyösen 0,19-ig, továbbá nióbium és/vagy tantál és/vagy cirkónium és/vagy hafnium és/vagy titán egymagában vagy összességükben 0,28ig, előnyösen 0,19-ig, valamint nikkel 2,4-ig, előnyösen 0,95-ig, bőr 0,006-ig, előnyösen 0,004.
Ahhoz, hogy az ötvözet alsó bainitfokozatában messzemenően teljes átalakulást érjünk el a vegyes szövetszerkezetek elkerülése mellett, gondoskodni kell arról, hogy a vasötvözet a szilícium- és/vagy alumíniumés a szénelemeket olyan koncentrációban tartalmazza, hogy a 2,75-szörös szilícium- és/vagy alumínium%-ból mínusz a szén%-ból kapott érték 2,2-vel legyen egyenlő vagy ennél kisebb legyen. E korlátozás, illetve összefüggés révén az erősen ferritképző elemek, a Si és Al és a nagyhatású ausztenitképző elem, a C, az átalakulás kinetikáját illetően egymás hatását erősítik.
Ha egy profilos hengerelt gyártmánynál, különösen sínfejből, síntalpból és ezeket összekötő gerincből álló vasúti sínnél, amelynél a keresztmetszetnek legalább egy részében, különösen a sínfejben, az alsó közbenső fokozatban, azaz az alsó bainitmezőben képződött szövetszerkezetnek a felülettől legalább 10 mm, előnyösen legalább 15 mm mélysége van, a különösen terhelt felületek is kiemelkedő tulajdonságokat mutatnak.
Egy profilos hengerelt gyártmány, különösen vasúti sín, amelynél az alsó közbenső fokozati vagy alsó bainites szövetszerkezetű keresztmetszeti zónák tengelyszimmetrikus vagy középpont-szimmetrikus elrendezésűek, járulékosan még a nagy hosszirányú stabilitás és a kisebb belső feszültség előnyeivel is rendelkezik.
A használati tulajdonságokat illetően különösen előnyös, ha a profilos hengerelt gyártmánynak az alsó közbenső fokozati vagy alsó bainites szövetszerkezetű zónában, illetve zónákban legalább 350 HB, előnyösen legalább 400 HB, különösen előnyösen 420-600 HB keménysége van.
A találmány további feladata eljárást kidolgozni profilos hengerelt gyártmány, különösen futósínek vagy vasúti sínek előállítására. Ezt a feladatot úgy oldjuk meg, hogy az ötvözet összetételét megválasztjuk, ennek megállapítjuk az átalakulási viselkedését a köbös lapközepes atomszerkezetű területből, illetve az ausztenitmezőből történő lehűlésnél, és a hengerelt gyártmányt előállítjuk a kiválasztott ötvözetből. Ezután a hengerelt gyártmány keresztmetszetének egy részét az ausztenitmezőből az ötvözet martenzitpontja és az ezt legfeljebb 250 °C-kal, előnyösen legfeljebb 190 °C-kal meghaladó érték közötti hőmérsékletre, különösen egy, a martenzitpont felett 5 °C-tól 110 °C-ig terjedő tartományba eső hőmérsékletre hűtjük le és a szövetszerkezetet az alsó közbenső fokozati, azaz az alsó bainitmezőben lényegében izotermikusan hagyjuk átalakulni.
A találmány szerinti eljárással megcélzott előnyöket lényegében abban kell látni, hogy a profilos hengerelt gyártmányra vonatkozóan pontos gyártási és minőségi terv készíthető, amelynek alapján a gyártmány mechanikai tulajdonságai lényegesen jobbak. Egyfelől kiválasztható az adott esetben a termék szükséges tulajdonságait biztosító kedvező költségű kémiai összetétel, másfelől elő lehet írni, illetve alkalmazni lehet egy pontos, átfogó termelési és hőkezelési technológiát. Ez azért fontos, mert az átalakulási folyamatok az ötvözet ausztenitmezőjéből történő lehűtéskor nemcsak az ötvözet összetételétől, hanem a véghengerlési és/vagy az ausztenitizálási hőmérséklet nagyságától, a csíraállapottól és a fázisok csíraképződési sebességétől, illetve az átalakulási mechanizmustól is függenek. Egy, a gyakorlati termelésben adott vagy beállítható állapotra vonatkozólag a szerkezeti anyag mindenkori átalakulási viselkedésének, illetve a martenzit átalakulás kezdő hőmérsékletének, azaz a martenzitpontnak az alapulvétele mellett ekkor kitűzhető a találmány szerinti átalakulási hőmérséklet-vezetés.
Különösen előnyös anyagtulajdonságokat érünk el, ha a szövetszerkezet átalakulása lényegében izotermikusan, legfeljebb egy ±110 °C, előnyösen egy legfeljebb ±60 °C hőmérséklettartományban megy végbe. Ebből az erősen terhelhető hengerelt termékekhez, különösen vasúti sínekhez alkalmazott legtöbb acél számára legfeljebb 450 °C, előnyösen legfeljebb 400, különösen előnyösen 300-tól 380 °C-ig terjedő átalakulási hőmérséklet adódik ki annak érdekében, hogy a találmány szerinti alsó közbenső fokozati szövetszerkezetet beállítsuk.
Ha, mint az előnyösen megtervezhető, a profilos hengerelt gyártmány keresztmetszetének legalább egy részét gyorsított lehűtésnek vetjük alá, akkor elérhető egy kedvező, a hengerelt gyártmány hossztengelyére vonatkoztatva egyenletes lehűlés.
A keresztmetszetben a lehűlés egyenletessége különösen sínprofiloknál tovább javítható, ha a hengerelt gyártmányt első lépésben teljes teijedelmében hűtőfolyadékba merítjük, az ötvözet martenzitpontja felett minimum 2 °C, különösen pedig körülbelül 160 °C felszíni hőmérséklet elérése után legalább részben kivesszük a hűtőközegből és második lépésben kizárólag azt a területet, ahol a bainites szövetszerkezetet kívánjuk elérni, adott esetben időnként a merítőfürdőben hagyjuk vagy időnként abba behelyezzük.
Ha a hengerelt gyártmány lehűtését a felületnek a profil tömegkoncentrációjával összehangolt hűtőközeg-elárasztásával folytatjuk, akkor a szokásos ötvözött sínacélok hőkezelési technológiája úgy alakítható ki, hogy szövetszerkezeti átalakulás az alsó közbenső fokozat tartományában lényegében a teljes keresztmetszetben történjen meg.
HU 220 124 Β
Különösen az egyenletes hűtőközeg-elárasztásra és a szerkezeti átalakulás kezdetének hosszabb időkre való eltolódására tekintettel előnyben részesül, ha a hengerelt gyártmányt közvetlenül az alakítóművelet után a hengerlési hő kihasználásával a tengelyvonalnak megfelelően egyengetjük és a szerkezeti anyag alsó közbenső fokozatában történő átalakulás révén a keresztmetszeten különleges anyagtulajdonságokat létrehozó hűtési lépéshez továbbítjuk.
Különösen előnyösen alkalmazható a találmány szerinti eljárás, ha nagy fajlagos terhelésnél nagy koptató szilárdságú, illetve nagy kopásállóságú, nagy szívósságú és kis kifáradású vasúti síneket állítunk elő, különösen nagy teljesítményű vonalszakaszokra, amelynek során a hengerlés után és egy alsó közbenső fokozati szövetszerkezet legalább részleges termikus beállítása után egy rákövetkező egyengetési eljárást, különösen egy hajlító-egyengető eljárást hajtunk végre szobahőmérsékleten vagy csekély mértékben megnövelt hőmérsékleten a sín stabil kiegyengetése mellett a különleges anyagtulajdonságok elérése végett.
1. példa
Egy lényegében H alakú profillal hengerelt gyártmányt kellett előállítani 550 és 600 HV közötti keménységgel és a lehető legnagyobb szívóssággal. Ezért olyan vasötvözetet választottunk, amelyet a következő tömeg%-os összetétellel vizsgáltunk és állítottunk elő:
C=l,05, Si=0,28, Mn=0,35, Cr=l,55, a maradék vas és szennyeződések.
Dilatométeres próba segítségével készültek el egyfelől a folyamatos idő-hőmérséklet átalakulásdiagramok (folyamatos ZTU-diagramok) az ötvözet 860 °C (1. ábra), és 1050 °C (2. ábra) ausztenitizálási hőmérsékletein, másfelől pedig az izotermikus ZTU-diagramok ismét 860 °C (3. ábra), és 1050 °C (4. ábra) ausztenitizálásnál. A diagramok megegyeznek azokkal a diagramokkal, amelyek erre az acéltípusra az irodalomból ismertek.
Azokon a próbatesteken, amelyeket gyorsítva hűtöttünk le 860 °C ausztenitizálási hőmérsékletről, csak nehezen lehetett a megkívánt 550-600 HV anyagkeménységet (bekarikázott számérték) elérni megfelelő lehűtéssel; emellett a szövetszerkezet vegyes szövetszerkezetként adódott lényegében felső közbenső fokozattal, alsó közbenső fokozattal és martenzittel, továbbá a szerkezeti anyagnak rossz szívóssági értékei voltak.
Az ausztenitizálási hőmérsékletnek 1050 °C-ra emelésével (2. ábra) megakadályoztuk a közbenső fokozati átalakulást, úgyhogy a szövetszerkezet folyamatos hűtés mellett perlitből és martenzitből képződött a kívánt keménységi tartományban, és nem hozta meg a szerkezeti anyag magas szívóssági értékeit.
Az előbbiekben megnevezett ötvözet próbatestjei, amelyeket 860 °C hőmérsékletről (3. ábra) gyorsítva hűtöttünk le és a találmány szerint 350 °C és 300 °C között (lásd a nyilat), tehát 155 °C-kal, illetve 105 °C-kal a martenzitpont felett hagytunk átalakulni, reprodukálhatóan 550-600 HV anyagkeménységet, alsó közbenső fokozatú homogén szövetszerkezetet és jelentősen fokozott anyagszívóssági értékeket eredményeztek.
Megállapítást nyert továbbá, hogy növekvő ausztenitizálási hőmérséklettel hosszabb időkre tolódnak el a perlitátalakulásnak és a közbenső fokozati átalakulásnak a tartományai, úgyhogy az alsó közbenső fokozati tartományban a találmány szerinti izotermikus átalakulás, amely 550-600 HV anyagkeménységet eredményez, 330 °C és 280 °C között (lásd a nyilat) 20-340 percet kíván meg és rendkívül nagy anyagszívóssági értékeket eredményez.
A fenti vizsgálatokból világosan kitűnik, hogy a hengerelt gyártmányok, előnyösen sínek találmány szerinti izotermikus átalakulása az ötvözet alsó közbenső fokozati tartományában egyfelől nagy szívósság mellett nagy anyagkeménységet eredményez, másfelől megfelelő hővezetés, illetve hőmérsékletválasztás által tekintetbe vehetők az előállítási feltételek, illetve a termék különleges minőségi értékeinek biztos eléréséhez az anyagáramlás mellett szükséges időszakok.
2. példa
Vasúti síneket állítottunk elő egy alábbi tömeg%-os összetételű acélból: C = 0,56, Si = 0,30, Mn=l,08, Cr=l,ll, Ni=0,04, Mo=0,09, V=0,15, Al=0,016, a maradék vas és szennyezőelemek; ennek során a felszín hengerlési véghőmérséklete átlagosan 1045 °C volt. A hengerlés után történt a hengerelt gyártmány hossztengelyvonalnak megfelelő pontos egyengetése és a sin hűtőberendezéshez szállítása. Ebben a hűtőberendezésben első fokozatban nagy intenzitással addig hűtöttük a sínt teljes teijedelmében, amíg a síntalp perifériás területe 290 °C felszíni hőmérsékletet nem mutattak. Ezután a nagy hűtési intenzitást megszakítottuk e területeken, illetve a hűtőközeg ráömlését lekapcsoltuk. Ezután az eljárás második fokozatában csak a nagy volumenkoncentrációjú és viszonylag magasabb hőmérsékletű zónákban - ez különösen a sínfejet jelenti - folytattuk tovább az intenzív hűtést, illetve a gyorsított lehűtést mindaddig, míg ezek felszíni hőmérséklete szintén 290 °C-ot nem mutatott. Ez a hűtésmód adott esetben megszakításos hűtést, illetve intervallumos hűtést kíván, vagy a hűtőközeg ráömlésének intenzitásszabályozását kívánja legalább a felszín zónái számára.
Egy harmadik fokozatban azután az így lehűtött sínt 340 °C hőmérséklet-tartományú kemencébe, illetve hőntartó kamrába vittük, hagytuk átalakulni és utóbb szobahőmérsékletre hűtöttük.
Említsük meg e helyen, hogy elővizsgálatok révén izotermikus ZTU-diagramokat állítottunk össze mindig a 850 °C (5. ábra) és 1050 °C (6. ábra) ausztenitizálási hőmérséklettől függően és felderítettük a fenti ötvözet martenzitpontját, amely 300 °C, illetve 260 °C volt. Ezeknek az eredményeknek az ismeretében rögzítettük a hűtési technológiát és az átalakulási hőmérsékletet 340 °C-ban.
Az utána következő anyagvizsgálatok a következő eredményekkel jártak: A teljes keresztmetszetben alsó közbenső fokozati, illetve bainitfokozati struktúrájú szövetszerkezet alakult ki.
HU 220 124 Β
A sínfejen a keménység 475 HB értékű volt és a teljes sínkeresztmetszetben csak csekély mértékben volt ettől eltérő.
A bemetszett ütőpróbatesteken mért anyagszívósság hasonlóképp lényegesen javult.
A repesztőtöréses szívóssági vizsgálat 2300 N/mm2 feletti Ki(.-értékeket eredményezett.
Claims (14)
- SZABADALMI IGÉNYPONTOK1. Profilos hengerelt gyártmány, különösen futósín vagy vasúti sín, amelynek sínfeje, síntalpa és ezeket összekötő gerince van, olyan ötvözetből, amely szenet, szilíciumot és/vagy alumíniumot, mangánt, adott esetben krómot, különleges - karbidképző és a szerkezeti anyag átalakulási viselkedését befolyásoló - elemeket és/vagy mikroötvöző adalékokat, a fennmaradó részben vasat és az előállítástól függő, valamint szokványos szennyeződéseket tartalmaz, és a keresztmetszetének legalább egy részében az ötvözet ausztenit-mezejéből gyorsított lehűtéssel képződött szövetszerkezete van, azzal jellemezve, hogy a vasötvözet összetétele tömeg%-ban a következő:szén 0,51-1,3 mangán 0,31-2,55 szilícium legfeljebb 0,93 alumínium legfeljebb 0,06, és a szilícium és alumínium együttesen 0,99 alatt van, vas mint maradék, továbbá hogy a hengerelt gyártmány keresztmetszetének egy részében, különösen a sínfejben, az alsó közbenső fokozatban, azaz az alsó bainitmezőben képződött szövetszerkezete van, amely szövetszerkezet a felülettől legalább 10 mm, előnyösen 15 mm mélységig nyúlik.
- 2. Az 1. igénypont szerinti profilos hengerelt gyártmány, azzal jellemezve, hogy a vasötvözet összetétele tömeg%-ban a következő:szén 0,51-0,98 mangán 0,91-1,95 szilícium 0,21-0,69 alumínium 0,03 alatt vas mint maradék.
- 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti profilos hengerelt gyártmány, azzal jellemezve, hogy a vasötvözetnek a következő további összetevői vannak tömeg%-ban: króm 0,21-2,45, előnyösen 0,38-1,95, adott esetben molibdén 0,88-ig, előnyösen 0,49-ig, volfrám 1,69-ig, előnyösen 0,95-ig, vanádium 0,39-ig, előnyösen 0,19-ig, továbbá nióbium és/vagy tantál és/vagy cirkónium és/vagy hafnium és/vagy titán egymagában vagy összességükben 0,28-ig, előnyösen 0,19-ig, valamint nikkel 2,4-ig, előnyösen 0,95-ig, bór 0,006-ig, előnyösen 0,004.
- 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti profilos hengerelt gyártmány, azzal jellemezve, hogy a vasötvözet a szilícium-, az alumínium- és a szénelemeket olyan koncentrációkban tartalmazza, hogy a Si- és/vagy Al%nak 2,75-szereséből mínusz a szén%-ból képzett érték 2,2-vel egyenlő vagy annál kisebb.
- 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti profilos hengerelt gyártmány, különösen vasúti sín, azzal jellemezve, hogy a keresztmetszetében az alsó közbenső fokozati, azaz az alsó bainites szövetszerkezetű zónák tengelyszimmetrikusak vagy középpont-szimmetrikus elrendezésűek.
- 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike egyike szerinti profilos hengerelt gyártmány, azzaljellemezve, hogy az alsó közbenső fokozati, azaz az alsó bainites szövetszerkezetű zóna keménysége legalább 400 HB, előnyösen 420-600 HB.
- 7. Eljárás profilos hengerelt gyártmány, különösen futósínek vagy vasúti sínek előállítására olyan vasötvözetből, amely szenet, szilíciumot és/vagy alumíniumot, mangánt, adott esetben krómot, különleges - karbidképző és a szerkezeti anyag átalakulási viselkedését befolyásoló - elemeket és/vagy mikroötvöző adalékokat, a fennmaradó részben vasat és az előállítástól függő, valamint szokványos szennyeződéseket tartalmaz, és a keresztmetszetében legalább részben az ötvözet ausztenitmezejéből gyorsított lehűtéssel képződött szövetszerkezete van, és amelynél az ausztenitmezőben előállított sín felszínének legalább egy részére hűtőközeget viszünk fel vagy ezeket a részeket hűtőközegbe merítjük, azzal jellemezve, hogy az ötvözet összetételét tömeg%-ban az alábbi határok között választjuk ki: szén 0,51-1,3 mangán 0,31-2,55 szilícium legfeljebb 0,93 alumínium legfeljebb 0,06, és a szilícium és alumínium együttesen 0,99 alatt, adott esetben molibdén 0,88-ig, volfrám 1,69-ig, vanádium 0,39-ig, nióbium és/vagy tantál és/vagy cirkónium és/vagy hafnium és/vagy titán egymagában vagy összegükben 0,28-ig, valamint nikkel 2,4-ig, bór 0,006-ig, valamint vas mint maradék, az ötvözet összetételét kiválasztjuk és megállapítjuk az átalakulási viselkedését a köbös-lapközepes atomszerkezetből, illetve az ausztenitmezőből történő lehűtésnél, és a gyártmányt a kiválasztott ötvözetből előállítjuk, majd a hengerelt gyártmány keresztmetszetének egy részét az ausztenitmezőből az ötvözet martenzitpontja és az ezt legfeljebb 250 °C-kal, előnyösen legfeljebb 190 °C-kal meghaladó érték közötti hőmérsékletre, különösen egy, a martenzitpont felett 5 °C-tól 110 °C-ig teijedő tartományba eső hőmérsékletre hűtjük le és a szövetszerkezetet az alsó közbenső fokozati, azaz az alsó bainitmezőben izotermikusan hagyjuk átalakulni.
- 8. A 7. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szövetszerkezetet izotermikusan, legfeljebb ± 110 °C, előnyösen legfeljebb ±60 °C hőmérséklet-tartományban hagyjuk átalakulni.
- 9. A 7. vagy 8. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy maximum 450 °C, előnyösen maximumHU 220 124 Β400 °C, különösen előnyösen 300-380 °C átalakulási hőmérsékletet alkalmazunk.
- 10. A 7-9. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a profilos hengerelt gyártmány keresztmetszetének legalább egy részét gyorsított lehűtésnek vetjük alá.
- 11. A 7-10. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hűtést a felszínnek olyan hűtőközeggel történő elárasztásával végezzük, amely a profil tömegkoncentrációjának megfelel.
- 12. A 7-11. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hengerelt gyártmányt első lépésben teljes terjedelmében hűtőfolyadékba merítjük, az ötvözet martenzitpontja felett legalább 2 °C, különösen pedig körülbelül 160 °C felszínhőmérséklet elérése után legalább részlegesen a hűtőközegből kivesszük és egy második lépésben kizárólag azt a területet, ahol a bainites szövetszerkezetet kívánjuk elérni, időnként a merítőfürdőben hagyjuk vagy abba belehelyezzük.
- 13. A 7-12. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hengerelt gyártmányt közvetlenül az alakítóművelet után a hengerlési hő kihasználásával tengelyirányban egyengetjük, és a szerkezeti anyag alsó közbenső fokozati átalakulása révén a keresztmetszetben különleges anyagtulajdonságokat létrehozó hűtési lépéshez továbbítjuk.
- 14. A 7-13. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy vasúti sínek, különösen nagy fajlagos terhelés mellett nagy teljesítményű vonalszakaszokra alkalmas, nagy koptató szilárdságú, illetve nagy kopásállóságú, nagy szívósságú és kis kifáradású vasúti sínek előállítása során a hengerlés és egy alsó közbenső fokozati szövetszerkezet legalább részleges termikus beállítása után egy következő egyengetési lépést, különösen hajlító-egyengető lépést hajtunk végre szobahőmérsékleten vagy csekély mértékben megnövelt hőmérsékleten a sín stabil kiegyengetése mellett.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT0222296A AT407057B (de) | 1996-12-19 | 1996-12-19 | Profiliertes walzgut und verfahren zu dessen herstellung |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HU9702498D0 HU9702498D0 (en) | 1998-03-02 |
| HUP9702498A2 HUP9702498A2 (hu) | 1998-07-28 |
| HUP9702498A3 HUP9702498A3 (en) | 2000-03-28 |
| HU220124B true HU220124B (hu) | 2001-11-28 |
Family
ID=3530300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU9702498A HU220124B (hu) | 1996-12-19 | 1997-12-18 | Profilos hengerelt gyártmány és eljárás annak előállítására |
Country Status (19)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6086685A (hu) |
| EP (1) | EP0849368B1 (hu) |
| JP (1) | JP4039474B2 (hu) |
| CN (1) | CN1101856C (hu) |
| AT (2) | AT407057B (hu) |
| AU (1) | AU728635B2 (hu) |
| BR (1) | BR9706423A (hu) |
| CA (1) | CA2225240C (hu) |
| CZ (1) | CZ295574B6 (hu) |
| DE (1) | DE59711569D1 (hu) |
| DK (1) | DK0849368T3 (hu) |
| ES (1) | ES2216123T3 (hu) |
| HU (1) | HU220124B (hu) |
| PL (1) | PL184601B1 (hu) |
| PT (1) | PT849368E (hu) |
| RO (1) | RO119237B1 (hu) |
| RU (1) | RU2136767C1 (hu) |
| SI (1) | SI0849368T1 (hu) |
| UA (1) | UA41454C2 (hu) |
Families Citing this family (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19735285C2 (de) * | 1997-08-14 | 2001-08-23 | Butzbacher Weichenbau Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Gleisteils |
| GB2352726A (en) | 1999-08-04 | 2001-02-07 | Secr Defence | A steel and a heat treatment for steels |
| US6632301B2 (en) | 2000-12-01 | 2003-10-14 | Benton Graphics, Inc. | Method and apparatus for bainite blades |
| US6783610B2 (en) * | 2001-03-05 | 2004-08-31 | Amsted Industries Incorporated | Railway wheel alloy |
| AU2004228021B2 (en) | 2003-04-04 | 2010-09-02 | Unigen, Inc. | Formulation of dual cycloxygenase (COX) and lipoxygenase (LOX) inhibitors for mammal skin care |
| JP4469248B2 (ja) * | 2004-03-09 | 2010-05-26 | 新日本製鐵株式会社 | 耐摩耗性および延性に優れた高炭素鋼レールの製造方法 |
| CN100392140C (zh) * | 2006-08-03 | 2008-06-04 | 燕山大学 | 铁路辙叉专用含钨铝贝氏体锻钢及其制造方法 |
| DE102006059050A1 (de) * | 2006-12-14 | 2008-06-19 | Schaeffler Kg | Verfahren zur Wärmebehandlung von Wälzlagerbauteilen aus durchgehärtetem, bainitischem Wälzlagerstahl |
| DE102007024797A1 (de) | 2007-05-26 | 2008-11-27 | Linde + Wiemann Gmbh Kg | Verfahren zur Herstellung eines Profilbauteils, Profilbauteil und Verwendung eines Profilbauteils |
| CA2732188A1 (en) * | 2008-07-31 | 2010-02-04 | The Secretary Of State For Defence | Bainite steel and methods of manufacture thereof |
| JP5483859B2 (ja) * | 2008-10-31 | 2014-05-07 | 臼井国際産業株式会社 | 焼入性に優れた高強度鋼製加工品及びその製造方法、並びに高強度かつ耐衝撃特性及び耐内圧疲労特性に優れたディーゼルエンジン用燃料噴射管及びコモンレールの製造方法 |
| PL2343390T3 (pl) * | 2008-10-31 | 2016-01-29 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | Szyna perlityczna mająca lepszą odporność na ścieranie i doskonałą odporność na obciążenia dynamiczne |
| BRPI1007283B1 (pt) | 2009-02-18 | 2017-12-19 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Perlitical rail |
| EP2447383B1 (en) * | 2009-06-26 | 2018-12-19 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Pearlite based high-carbon steel rail having excellent ductility and process for production thereof |
| CA2744992C (en) * | 2009-08-18 | 2014-02-11 | Nippon Steel Corporation | Pearlite rail |
| WO2012031771A1 (en) * | 2010-09-09 | 2012-03-15 | Tata Steel Uk Limited | Super bainite steel and method for manufacturing it |
| RU2469103C1 (ru) * | 2011-07-08 | 2012-12-10 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Способ изготовления листа из сложнолегированной конструкционной стали повышенной прочности |
| IN2014DN06937A (hu) | 2012-04-23 | 2015-04-10 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | |
| RU2487178C1 (ru) * | 2012-06-01 | 2013-07-10 | Открытое акционерное общество "ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат" (ОАО "ЕВРАЗ ЗСМК") | Способ термической обработки рельсов |
| AT512792B1 (de) | 2012-09-11 | 2013-11-15 | Voestalpine Schienen Gmbh | Verfahren zur Herstellung von bainitischen Schienenstählen |
| DE102012020844A1 (de) | 2012-10-24 | 2014-04-24 | Thyssenkrupp Gft Gleistechnik Gmbh | Verfahren zur thermomechanischen Behandlung von warmgewalzten Profilen |
| ES2905767T3 (es) * | 2012-11-15 | 2022-04-12 | Arcelormittal | Procedimiento de fabricación de riel de grúa de acero de alta resistencia |
| JP6288261B2 (ja) | 2014-05-29 | 2018-03-07 | 新日鐵住金株式会社 | レールおよびその製造方法 |
| PL228168B1 (pl) * | 2014-08-18 | 2018-02-28 | Politechnika Warszawska | Sposób wytwarzania struktury nanokrystalicznej w stali łozyskowej |
| RU2578873C1 (ru) * | 2014-11-25 | 2016-03-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Сталь с бейнитной структурой |
| RU2601847C1 (ru) * | 2015-07-02 | 2016-11-10 | Открытое акционерное общество "ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат", ОАО "ЕВРАЗ ЗСМК" | Способ изготовления рельсов низкотемпературной надежности |
| CN106636891A (zh) * | 2016-11-17 | 2017-05-10 | 马鞍山市银鼎机械制造有限公司 | 抗震铁路钢轨用球磨铸铁制备方法 |
| WO2019102258A1 (en) * | 2017-11-27 | 2019-05-31 | Arcelormittal | Method for manufacturing a rail and corresponding rail |
| DE102019200620A1 (de) * | 2019-01-18 | 2020-07-23 | MTU Aero Engines AG | Verfahren zur Herstellung von Laufschaufeln aus Ni-Basislegierungen und entsprechend hergestellte Laufschaufel |
| CN110484824A (zh) * | 2019-09-23 | 2019-11-22 | 益阳金能新材料有限责任公司 | 一种耐磨合金钢及其制备方法 |
| CN111534763B (zh) * | 2020-06-22 | 2022-02-11 | 益阳金能新材料有限责任公司 | 一种耐磨合金钢及其制备方法 |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR90024E (fr) * | 1965-04-28 | 1967-09-29 | Lorraine Escaut Sa | Procédé et installation de traitement thermique des rails |
| DE2302865C2 (de) * | 1973-01-20 | 1975-09-11 | Fried. Krupp Huettenwerke Ag, 4630 Bochum | Verfahren zum Herstellen einer unvergüteten hochfesten Schiene |
| DE2416055C3 (de) * | 1974-04-03 | 1978-08-17 | Fried. Krupp Huettenwerke Ag, 4630 Bochum | Verwendung eines Stahles als Werkstoff für Schienen |
| DE2917763A1 (de) * | 1979-05-02 | 1980-11-13 | Wacker Chemie Gmbh | Giesspulver zum stranggiessen von stahl |
| DE3336006A1 (de) * | 1983-10-04 | 1985-04-25 | Krupp Stahl Ag, 4630 Bochum | Schiene mit hoher verschleissfestigkeit im kopf und hoher bruchsicherheit im fuss |
| DE3579681D1 (de) * | 1984-12-24 | 1990-10-18 | Nippon Steel Corp | Verfahren und vorrichtung zum waermebehandeln von schienen. |
| US4886558A (en) * | 1987-05-28 | 1989-12-12 | Nkk Corporation | Method for heat-treating steel rail head |
| US4895605A (en) * | 1988-08-19 | 1990-01-23 | Algoma Steel Corporation | Method for the manufacture of hardened railroad rails |
| DE4003363C1 (en) * | 1990-02-05 | 1991-03-28 | Voest-Alpine Industrieanlagenbau Ges.M.B.H., Linz, At | Hardening rails from rolling temp. - using appts. with manipulator engaging rail from exit roller table with support arms positioned pivotably on each side |
| DE4003887A1 (de) * | 1990-02-09 | 1991-08-14 | Cassella Ag | Verfahren zur herstellung ausgeruesteter, thermomigrierechter faerbungen |
| US5209792A (en) * | 1990-07-30 | 1993-05-11 | Nkk Corporation | High-strength, damage-resistant rail |
| JP2685381B2 (ja) * | 1991-12-27 | 1997-12-03 | 新日本製鐵株式会社 | 耐表面損傷・高寿命レール |
| AT399346B (de) * | 1992-07-15 | 1995-04-25 | Voest Alpine Schienen Gmbh | Verfahren zum w[rmebehandeln von schienen |
| JP2912123B2 (ja) * | 1993-07-22 | 1999-06-28 | 新日本製鐵株式会社 | 耐表面損傷性に優れた高強度・高靭性ベイナイト系レールの製造法 |
| AU663023B2 (en) * | 1993-02-26 | 1995-09-21 | Nippon Steel Corporation | Process for manufacturing high-strength bainitic steel rails with excellent rolling-contact fatigue resistance |
| JP3287496B2 (ja) * | 1993-04-30 | 2002-06-04 | 新日本製鐵株式会社 | 耐表面損傷性に優れたベイナイト鋼レールの製造方法 |
| US5759299A (en) * | 1994-05-10 | 1998-06-02 | Nkk Corporation | Rail having excellent resistance to rolling fatigue damage and rail having excellent toughness and wear resistance and method of manufacturing the same |
| AT402941B (de) * | 1994-07-19 | 1997-09-25 | Voest Alpine Schienen Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur wärmebehandlung von profiliertem walzgut |
| JP3267124B2 (ja) * | 1994-09-27 | 2002-03-18 | 日本鋼管株式会社 | 耐遅れ破壊性、耐摩耗性及び靱性に優れた高強度レール及びその製造方法 |
| JP3063543B2 (ja) * | 1994-09-27 | 2000-07-12 | 日本鋼管株式会社 | 車輪とのなじみ性に優れた高強度レールおよびその製造方法 |
| GB2297094B (en) * | 1995-01-20 | 1998-09-23 | British Steel Plc | Improvements in and relating to Carbide-Free Bainitic Steels |
-
1996
- 1996-12-19 AT AT0222296A patent/AT407057B/de not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-12-09 RO RO97-02312A patent/RO119237B1/ro unknown
- 1997-12-10 JP JP36969897A patent/JP4039474B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-12-12 PL PL97323703A patent/PL184601B1/pl unknown
- 1997-12-16 EP EP97890249A patent/EP0849368B1/de not_active Revoked
- 1997-12-16 DK DK97890249T patent/DK0849368T3/da active
- 1997-12-16 ES ES97890249T patent/ES2216123T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1997-12-16 PT PT97890249T patent/PT849368E/pt unknown
- 1997-12-16 SI SI9730643T patent/SI0849368T1/xx unknown
- 1997-12-16 AT AT97890249T patent/ATE265549T1/de not_active IP Right Cessation
- 1997-12-16 DE DE59711569T patent/DE59711569D1/de not_active Revoked
- 1997-12-18 UA UA97126153A patent/UA41454C2/uk unknown
- 1997-12-18 CA CA2225240A patent/CA2225240C/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-12-18 RU RU97121919A patent/RU2136767C1/ru active
- 1997-12-18 CN CN97108732A patent/CN1101856C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1997-12-18 AU AU48485/97A patent/AU728635B2/en not_active Expired
- 1997-12-18 CZ CZ19974111A patent/CZ295574B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1997-12-18 HU HU9702498A patent/HU220124B/hu not_active IP Right Cessation
- 1997-12-19 US US08/994,190 patent/US6086685A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-12-19 BR BR9706423A patent/BR9706423A/pt not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU728635B2 (en) | 2001-01-11 |
| JPH10195604A (ja) | 1998-07-28 |
| DE59711569D1 (de) | 2004-06-03 |
| EP0849368A1 (de) | 1998-06-24 |
| HUP9702498A2 (hu) | 1998-07-28 |
| PL184601B1 (pl) | 2002-11-29 |
| RO119237B1 (ro) | 2004-06-30 |
| RU2136767C1 (ru) | 1999-09-10 |
| AT407057B (de) | 2000-12-27 |
| PL323703A1 (en) | 1998-06-22 |
| AU4848597A (en) | 1998-06-25 |
| CA2225240C (en) | 2010-03-16 |
| ATA222296A (de) | 2000-04-15 |
| ES2216123T3 (es) | 2004-10-16 |
| US6086685A (en) | 2000-07-11 |
| DK0849368T3 (da) | 2004-08-30 |
| CZ295574B6 (cs) | 2005-08-17 |
| UA41454C2 (uk) | 2001-09-17 |
| BR9706423A (pt) | 1999-08-10 |
| SI0849368T1 (en) | 2004-08-31 |
| CZ411197A3 (cs) | 1999-05-12 |
| HUP9702498A3 (en) | 2000-03-28 |
| CN1185359A (zh) | 1998-06-24 |
| JP4039474B2 (ja) | 2008-01-30 |
| ATE265549T1 (de) | 2004-05-15 |
| EP0849368B1 (de) | 2004-04-28 |
| HU9702498D0 (en) | 1998-03-02 |
| CA2225240A1 (en) | 1998-06-19 |
| PT849368E (pt) | 2004-09-30 |
| CN1101856C (zh) | 2003-02-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| HU220124B (hu) | Profilos hengerelt gyártmány és eljárás annak előállítására | |
| RU2107740C1 (ru) | Рельс из перлитной стали с высокой износостойкостью и ударной вязкостью и способ его производства | |
| JP5787492B2 (ja) | 鋼管の製造方法 | |
| RU2194776C2 (ru) | Рельсы из бейнитной стали с высокими сопротивлением усталостному разрушению поверхности и износостойкостью | |
| US20100006189A1 (en) | Austempered ductile iron, method for producing this and component compri | |
| JP6382937B2 (ja) | 向上された材料特性を有する空気硬化性ベイナイト系鋼 | |
| DE2439338C2 (de) | Verfahren zur Wärmebehandlung von Schienen aus der Walzhitze | |
| US4895605A (en) | Method for the manufacture of hardened railroad rails | |
| AU2014265214B2 (en) | High strength steel exhibiting good ductility and method of production via quenching and partitioning treatment by zinc bath | |
| KR970700783A (ko) | 우수한 내마모성을 가지는 펄라이트강 레일 및 그 제조방법(perlite rail of high abrasion resistance and method of manufacturing the same) | |
| AU2015204356A1 (en) | High-strength bainitic steel rail and producing method thereof | |
| CN104995317A (zh) | 对锰钢产品进行热处理的方法和锰钢产品 | |
| EP3717142B1 (en) | Method for manufacturing a rail and corresponding rail | |
| US20170349986A1 (en) | Copper Containing Rail Steel | |
| AU2015268431A1 (en) | Rail and production method therefor | |
| US4225365A (en) | Lower bainite alloy steel article and method of making same | |
| GB2118579A (en) | Heat treatment of rails | |
| EP3478861B1 (de) | Gleisteil und verfahren zur herstellung eines gleisteils | |
| JP2011084784A (ja) | 温間加工用鋼 | |
| JPH01177338A (ja) | 窒化用非調質鋼 | |
| Schlegel | Heat Treatment of Steel | |
| Lusiana et al. | Wear resistance of hot rolled FeNiCr steel with various austempering temperature | |
| Rubin et al. | Novel Cost-Efficient Method of Producing Ausferritic Steels Displaying Excellent Combination of Mechanical Properties | |
| OA20006A (en) | Track Part Made of a Hypereutectoid Steel. | |
| KR20030054377A (ko) | 냉간성형성과 지연파저항성이 우수한 고강도 강과 이를이용한 강가공물, 그 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees |