PL171175B1 - Stal przeznaczona na elementy toru kolejowego oraz sposób jej wytwarzania PL PL PL - Google Patents

Stal przeznaczona na elementy toru kolejowego oraz sposób jej wytwarzania PL PL PL

Info

Publication number
PL171175B1
PL171175B1 PL93304470A PL30447093A PL171175B1 PL 171175 B1 PL171175 B1 PL 171175B1 PL 93304470 A PL93304470 A PL 93304470A PL 30447093 A PL30447093 A PL 30447093A PL 171175 B1 PL171175 B1 PL 171175B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
temperature
steel
rail
weight
ratio
Prior art date
Application number
PL93304470A
Other languages
English (en)
Inventor
Wilhelm Heller
Gerhard Ratz
Original Assignee
Butzbacher Weichenbau Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=6449363&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=PL171175(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Butzbacher Weichenbau Gmbh filed Critical Butzbacher Weichenbau Gmbh
Publication of PL171175B1 publication Critical patent/PL171175B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/24Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
    • 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/22Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
    • 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
    • C21D2211/00Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/009Pearlite
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00Metal treatment
    • Y10S148/902Metal treatment having portions of differing metallurgical properties or characteristics

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Adornments (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

1. Stal przeznaczona na elementy toru kolejowego, znamienna tym, ze zawiera wagowo 0,53 do 0,62% C, 0,15 do 0,25% Si, 0,65 do 1,1% Mn, 0,8 do 1,3% Cr, 0,05 do 0,11% Mo, 0,05 do 0,11% V, = 0,02% P, ewentualnie do 0,025% Al, ewentualnie 0,5% Nb, reszta zelazo oraz nieuniknione zanieczyszczenia uwarunkowane wytopem, a stosunek Mn do Cr wynosi 0,80 = Mn:Cr = 0,85 natomiast stosunek Mo do V wynosi 1 . Fig. 1 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest stal przeznaczona na elementy toru kolejowego oraz sposób jej wytwarzania. Zwiększająca się prędkość pociągów stawia coraz wyższe wymagania wierzchniej budowie torowiska. Zwłaszcza szyny i rozjazdy muszą posiadać wysoką odporność na ścieranie i uszkodzenia powodowane naciskiem i zmęczeniem materiału. Muszą wykazywać pewność na rozerwanie i podatność na spawanie. Wymagania te warunkują zastosowanie szyn o minimalnej wytrzymałości na rozciąganie wynoszącej 900 N/mm2 i 1100 N/mm2. Skład chemiczny i własności mechaniczne szyn nadających się do zastosowania, wynikające na przykład z Materiałoznawstwa stali tom 2, D 27, str. 594/602, Verlag Stahleisen, Dusseldorf 1985, “Stanie fur den Eisenbahnoberbau, podane są przykładowo w tabeli 1.
Tabela 1
Jakość według VIC C Mn Si Cr P 4 max Smax Rm AS
% % % % % % N/mm2 %
700 0,40/0,60 0,80/1,25 0,05/0,35 - 0,05 0,05 680-830 >14
900A 0,60/0,80 0,80/1,30 0,10/0,50 - 0,04 0,04 880-1030 >10
900B 0,55/0,75 1,30/1,70 0,10/0,50 - 0,04 0,04 880-1030 >10
1100* 0,60/0,82 0,80/1,30 0,30/0,90 0,80/1,30 0,03 0,03 >1080 >9
* (mogą być w stopie : Mo < 0,1%, V < 0,2%)
Oznaczają w niej:
C = węgiel, Mn = mangan, Si = krzem, Cr = chrom, Ρηι;ιχ = fosfor maks.
Smax = siarka maks. Rm = wytrzymałość na rozciąganie,
AS = wydłużenie przy zerwaniu.
Odporność na pękanie malejąca z reguły dla szyn w stanie nieulepszonym, wraz ze wzrostem ich wytrzymałości na rozciąganie, spowodowała, że w celu poprawy własności użytkowych szyn i rozjazdów poddaje się je obróbce cieplnej. Sprawdziło się przy tym martenzytyczne ulepszanie cieplne i wyzarzanie na perlit (patrz na przykład “Zur Schienenherstellung und-entwicklung in Grossbritanien, in den USA, in Kanada sowie in Japan, Stahl und Eisen 90 (1970), str. 922/28 lub DE-PS 25 41 978 lub DE 34 46 794 Cl).
Przy martenzytycznym ulepszaniu cieplnym, a więc przy austenityzowaniu, hartowaniu i odpuszczaniu, wadliwa jest niewystarczająca głębokość zahartowania i/lub wytrzymałość na rozciąganie poniżej 1300 N/mm2 przy twardości poniżej 400 HV (twardość Vickersa).
W częściach rozjazdów, zwłaszcza w obszarze ich krzyżowania, materiały z grupy stal i szynowych zostały zastąpione przez stale do ulepszania cieplnego. Zastosowanie znalazły stale takie jak 50CrMo4 i 50CrV4. Nastąpiło przy tym ulepszenie wytrzymałości na rozciąganie z 1100 N/mm2 na 1350 N/mm2.
Jednakże wytwarzanie szyn ulepszonych cieplnie zostało ponownie zaniechane. Powodem tego było między innymi to, że zastosowanie stali ulepszonych cieplnie w rozjazdach, nie pozwalało na wytwarzanie rozjazdów z materiału jednolitego gatunku, gdyż stale ulepszane cieplnie, gdy walcowane sądla utworzenia szyny, nie wykazują żądanych własności mechanicznych i technologicznych. Posiadają one również granice co do swej wytrzymałości na ulepszanie cieplne.
Przy wytwarzaniu szyn ze stali zawierających drobny perlit bierze się pod uwagę szyny według norm określonych przez Międzynarodowy Związek Kolejowy (UIC) o jakości 900A
171 175 według tabeli 1, względnie o porównywalnej jakości. Uzyskuje się przy tym dobre głębokości zahartowania, przy czym najwyższe wartości ograniczone są do wielkości < 400 HV. Granica λ r <·% i nrr rtw / « λΙλ/ /»·« μ <5 ·/“> r-r/imΛ nn r·* ί\ΐτ~τη Q Λ NT rrr/>1 ·» Λ 1 O Λ NT i*»' f plastyczności i wyuZymaiuoci Ra lUŹtiąga^jiL· wjuuol([U5v n/mun wzgięo^uu i2.uvn/umi (pauiź na przykład Erprobung hochfester naturharter Schienen auf der Gottardstrecke”, Ch. Hoffmann, W. Heller, J. Flugge, R. Schweitzer, ETR38/1989), str. 775/781. Połączenie wyżarzania na perlit z jednoczesnym utwardzaniem dyspersyjnym umożliwia uzyskiwanie twardości 400 HV do 44θ HV, przy granicach plastyczności 800 N/mm2 do 900 N/mm2. Zastosowane stale znajdująsię jednak na granicy dopuszczalnej odporności na pękanie. Na ogół wytrzymałość na rozciąganie wynosząca 1400 N/mm2 uznawanajest jako górna granica.
Aby uzyskać większąwytrzymałość rozjazdu wjego szczególnie narażonych na obciążenia miejscach, proponowano aby, szczególnie twardą specjalną stal (HV > 500) przyspawać w obszarze dziobu krzyżownicy (”Developments in high-speed turmout design”, Dr. Helmut Adelsberger, Voest-Alpine GmbH (1991)). Z DE 31 11 420 A1 znany jest perlityczny stop stali dla którego temperatura austenityzacji wynosi ponad 1016K, ażeby przy toczeniu względnie poślizgach występujących pomiędzy kołem i szynąwykluczyć tworzenie się martenzytu. W celu poprawy jakości miękkich części wykonanych ze stali, według EP 0 247 021 A2 nagrzewa się stal do temperatury austenityzacji i dokonuje się przyspieszonego ochłodzenia przy zastosowaniu gazowego i/lub ciekłego środka chłodzącego, przy czym stosuje się wtedy co najmniej dwa przewody dyszowe.
Przedmiotem wynalazku jest stal przeznaczona na elementy toru kolejowego, zawierająca wagowo 0,53 do 0,62%, C, 0,15 do 0,25% Si, 0,65 do 1,1% Mn, 0,8 do 1,3% Cr, 0,05 do 0,11% Mo, 0,05 do 0,11% V, < 0,02% P, ewentualnie do 0,025% Al, ewentualnie do 0,5% Nb, reszta żelazo oraz zanieczyszczenia powstające przy wytopie, a stosunek Mn do Cr wynosi 0,80 < Mn:Cr < 0,85, natomiast stosunek Mo do V wynosi 1 dla stali nie zawierających Al. Zawartość Al, bez kontrolowanego dodatku Al, powinna zawierać się pomiędzy 0,001% a 0,005%, możliwie poniżej 0,003%. W przypadku, gdy Al stanowi składnik stopowy, powinien być dodawany w ilości 0,015 do 0,025% Al. We wszystkich przypadkach zawartość wodoru powinna wynosić poniżej 2 ppm.
Stal może ewentualnie zawierać _ niob (Nb) w ilości od 0,002% do 0,04%.
Przedmiotem wynalazkujest również sposób wytwarzania stali przeznaczonej na elementy toru kolejowego, o minimalnej wytrzymałości wynoszącej 1500 N/mm2, w którym stal zawierająca wagowo 0,53 do 0,62% C, 0,15 do 0,25% Si, 0,65 do 1,1%Mn, 0,8 do 1,3% Cr, 0,05 do 0,11% Mo, 0,05 do 0,11% V, < 0,2% P, ewentualnie do 0,025% Al, ewentualnie do 0,5% Nb, reszta żelazo oraz nieuniknione zanieczyszczenia uwarunkowane wytopem, a stosunek Mn do Cr wynosi 0,80 < 0,85 natomiast stosunek Mo do V wynosi 1, poddaje się obróbce próżniowej. Stal walcuje się wytwarzając szynę i przynajmniej w obszarze główki szynę nagrzewa się do temperatury austenizacji wynoszącej 1123K do 1323K, po czym ochładza się ją za pomocą płynnego ośrodka chłodzącego, w ciągu 60 do 120 sekund, z temperatury wynoszącej około 1123K do temperatury około 773K, a w ciągu 140 do 400 sekund, z temperatury wynoszącej około 773K do temperatury około 473K i następnie odpuszcza. Dalsze chłodzenie do temperatury otoczenia przeprowadza się na przykład w otoczeniu powietrza.
Odcinek szyny nagrzewa się korzystnie indukcyjnie, a następnie chłodzi sprężonym powietrzem, z prędkością chłodzenia wynoszącą około 175K/min, z temperatury 1123K do 773K, po czym z prędkością chłodzenia wynoszącą około 750K/min. z temperatury 773K do 473K i ewentualnie chłodzi się w spokojnym powietrzu do temperatury otoczenia, a następnie poddaje się obróbce odpuszczającej wtemperaturze 773K, która trwa korzystnie 30 do 120 minut.
Według wynalazku za pomocą materiału i obróbki cieplnej stworzona została możliwość; aby w walcowanej, perlitycznej stali o jakości standardowej i specjalnej, nadającej się do spawania czołowego, o wytrzymałościach wyjściowych > 900 N/mm2 względnie > 1100 N/mm2, przez hartowanie i odpuszczanie uzyskać w główce szyny wytrzymałości ponad 1500 N/mm2 o odpowiedniej twardości > 450_ HV. Przy tym stal w stanie wywalcowanym przewyższa wyraźnie swojąodpornościąna pękanie, a więc i pewnościąna rozerwanie stale perlityczne odpowiedniego stopnia wytrzymałości. Wytrzymałość i związana z nią granica plastyczności, czyni ją odporną na odkształcenia plastyczne, które występują zwłaszcza w rozjazdach narażonych na znaczne obciążenia.
Według wynalazku, żądane stopnie wytrzymałości można uzyskać za pomocą stali, których wyniki analiz podane są w tabeli 2.
Tabela 2
stal wytrzymałość C Si Mn Cr Mo/V Pmaks
N/mm2 %±0,02 %±0,05 %±0,10 %±0,10 %±0,01 %
1 900 0,55 0,20 0,75 0,90 0,06 0,020
2 1100 0,58 0,20 0,85 1,00 0,08 0,020
3 1100 0,60 0,20 1,00 1,20 0,10 0,015
Według wynalazku, dla szyn walcowanych na przykład w profilu UIC 60, przy jednakowej wytrzymałości w stosunku do technicznych warunków dostawy UIC 860, uzyskano wyraźnie lepszą odporność na obciążenie dynamiczne, a przede wszystkim odporności na pękanie, jak widać to z tabeli 3.
Zwłaszcza odporność na pękanie nadaje się do oceny zdolności do pękania i jest miarą pewności na rozerwanie.
Tabela 3
jakość UIC 900A stal 1 stal 2 jakość UIC 1100 stal 3
wytrzymałość na rozciąganie Rm (N/mm ) 975 975 1044 1126 1126
wydłużenie przy zerwaniu A5 (%) 13,5 16,0(+19%) 15,0 10,0 13(+30%)
odporność na pękanieKjC (N/mm ) 1200 1750(+46%) 1670 1010 1650(+63%)
Również w stosunku do szyn wyżarzanych na drobny perlit, elementy toru ulepszone cieplnie według wynalazku wykazują znaczne zalety pod względem swoich własności mechanicznych, jak to widać z tabeli 4.
Tabela 4
obróbka Rp0,2 Rm wytrzymałość zmęczeniowa na zginanie przy obciążeniu przemiennym Kic odporność na pękanie
N/mm2 N/mm2 N/mm2 N/mm32
wyzarzanie na drobny perlit 850 1250 400 1050
według wynalazku 1390 1550 700 1800
+59% +24% +75% +71%
Jak widać z tabeli, granica plastyczności R^i, ważna dla utrzymania geometrii w rozjeździe, wzrosła o 59%, wytrzymałość na rozciąganie Rm wzrosła o 24%, w stosunku do rozjazdów
171 175 wyżarzanych na drobny perlit. Wytrzymałość zmęczeniowa na zginanie przy obciążeniu przemiennym, określająca odporność na uszkodzenia zmęczeniowe, takie jak wyłamania krawędzi jezdnej szyny, poprawiła się o 75%. Jednocześnie odporność na pękanie KiC wzrosła __W/
U Uk-OlU /V/O.
Przy zastosowaniu stali według wynalazku powstają znaczne korzyści przy budowie toru, zwłaszcza rozjazdów. Spodziewana długa żywotność zawiera w sobie poprawę pewności na rozerwanie, komfortu jazdy i ekonomiczności.
Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój poprzeczny przez szynę obrabianą cieplnie według wynalazku, fig. 2 - wykres temperatura/czas przy obróbce cieplnej (półschematycznie) i fig. 3 wykres przebiegu twardości w szynie poddanej obróbce cieplnej.
Na figurze 1 przedstawiony jest przekrój poprzeczny elementu toru kolejowego 10 wytworzonego według wynalazku, mający postać szyny, która zawiera stopkę 12, szyjkę 14, oraz główkę 16. Do wytworzenia szyny wykorzystana została stal wykonana metodąpróżniową, o składzie podanym w tabeli 2.
Dla stali wolnych od składnika Al, zawartość Al wynosi korzystnie od 0,001 do 0,005%, możliwie poniżej 0,003%. Jednakże glin może istnieć jako składnik, o udziale wynoszącym 0,01% do 0,05%, podobnie niob, w ilości 0,02% do 0,04%.
Szyna formowana jest przez walcowanie, i po procesie walcowania zawiera strukturę perlityczną o wytrzymałości 900 N/mm2 do 1220 N/mm2, przy odporności na pękanie wynoszącej powyżej 1500 N/mm22.
Ażeby z elementu toru 10 wytworzyć rozjazd lub jego część, dokonuje się ulepszania cieplnego, to znaczy martenzytycznego hartowania i odpuszczania. W tym celu główkę 16 szyny nagrzewa się do temperatury hartowania, to znaczy do temperatury austenityzacji w zakresie od 1123K do 1323K, korzystnie metodą indukcyjną. Następnie przeprowadza się ochładzanie, przy czym zmianę temperatury od 1123K do 773K dokonuje się w ciągu 60 do 120 sekund, a zmianę temperatury od 500°C do 200°C w ciągu 140 do 400 sekund. Przy czym dolnym obszarze stopowym stosuje się wyższe prędkości chłodzenia, a w górnym obszarze stopowym stosuje się mniejsze prędkości chłodzenia.
Przy takim ochładzaniu, przy podanym chemicznym składzie, w obszarze zewnętrznym główki 18 szyny ustala się martenzyt z niewielką ilością bainitu. W położonym niżej obszarze 20 tworzy się, w temperaturze pomiędzy 773K i 523K bainit w ilości aż do 70%. Zapobiega to tworzeniu się wysokich naprężeń pochodzących od chłodzenia i przemiany, powstających na przejściu do materiału podstawowego, i pozwala na stosowanie stosunkowo wysokich zawartości C bez tworzenia się pęknięć naprężeniowych.
Innymi słowy, obszar oznaczony liczbą 18 (zewnętrzny obszar główki), jest obszarem ulepszonym cieplnie, a obszar (wewnątrz obszaru główki), oznaczony liczbą 20 jest obszarem przejściowym, natomiast położony pod nim obszar oznaczony liczbą 22 jest obszarem odpowiadającym materiałowi walcowanemu. Obszar 22 przebiega od dolnej części główki szyny 16 poprzez szyjkę 14 do stopni szyny 12.
Po osiągnięciu temperatury 473K, można dokonywać ewentualnie dalszego ochładzania dowolnym sposobem. Odpuszczanie następuje, stosownie do wybranego czasu odpuszczania, w zakresie temperatur od 723K do 873K.
Na figurze 2 przedstawiony jest półschematycznie, wykres temperatury w funkcji czasu, dla przewidzianej obróbki cieplnej. Obszar 24 odpowiada nagrzewaniu, obszar 26 wyrównaniu temperatur, obszar 28 obszarowi chłodzenia pomiędzy temperaturami 1223K i 773K, obszar 30 obszarowi chłodzenia pomiędzy temperaturami 773K i 473K, a obszar 32 odpowiada obszarowi chłodzenia pomiędzy temperaturami 473K i 293K. Obszar 36 odtwarza czas utrzymywania temperatury odpuszczania. W końcu obszar 38 odpowiada chłodzeniu do temperatury otoczenia.
Przy indukcyjnym nagrzewaniu do temperatury 1223K i zastosowaniu chłodzenia sprężonym powietrzem z prędkością 150K/min w zakresie temperatur od 1223K do 773K, oraz z prędkością 75K/min w zakresie od 773K do 473K, a następnie chłodzeniu w nieruchomym powietrzu, do
171 175 temperatury pokojowej i obróbce odpuszczającej przez 30 min przy temperaturze 773K, w stali 3 według tabeli 2 powstał przebieg twardości odpowiadający przerywanej linii 40 w zakresie rozrzutu 42, zgodnie z fig. 3. Na wykresie zaznaczonajest twardość HV w zależności od odstępu od powierzchni jezdnej 44 główki szyny 16 wzdłuż osi pionowej 46.
Dalsze przebiegi twardości przedstawione na fig. 3 odpowiadają rozjazdom ulepszonym cieplnie zgodnie ze stanem techniki. Tak więc zakres rozrzutu 48 odpowiada wyżarzaniu na drobny perlit dokonanemu według DE 34 46 794 Cl.
Zakres rozrzutu 50 reprezentuje wyżarzanie na drobny perlit zgodnie z “Kopfgehartete Siene fur hochste Betriebsarnsprche” H. Schmedders, H. Bienzeisler, K. M. Tucke i K. Wick, ETR (1990) zeszyt 4.
Poza tym linia 52 na fig. 3, która odpowiada indukcyjnemu ulepszaniu cieplnemu zgodnie z “Zur Schienenherstellung undentwicklung in Grossbritanien, in den USA, in Kanada sowie in Japan, Stahl und Eisen 90 (1970), str. 922/28, ma uwidocznić, występujące przy martenzytycznych strukturach, wadliwe wgłębienie w przebiegu twardości, osiągające często niedopuszczalną głębokość.
Korzystne warianty rozwiązania według wynalazku mogą być następujące:
Cały przekrój poprzeczny elementu toru 10 austenizuje się i tak ochładza, że obszar 18 na fig. 1 tworzy martenzyt, obszar 20 głównie bainit, a pozostałą część przekroju poprzecznego tworzy struktura perlityczna. Odpuszczanie przebiega takjakjuż uprzednio opisano. Zaletątego wariantu jest to, że w przejściu z obszaru poddanego obróbce cieplnej do materiału podstawowego nie występuje zanik umocnienia.
Istnieje również możliwość hartowania całego przekroju poprzecznego i odpuszczanie zgodnie z poprzednim opisem. W końcu można hartować cały przekrój poprzeczny, a obszary 18 i 20 odpuszczać jak opisano poprzednio. Pozostałą część przekroju poprzecznego odpuszcza się dodatkowo w temperaturze wyższej o 100 do 150K tak, że w obszarze tym wytrzymałość jest niższa o około 400 N/mm2 niż w obszarach 18 i 20. Zaletą tego wariantu jest dodatkowo to, że w szyjce 14 i stopce 12 odcinka szyny 10 istnieje szczególnie wysoka odporność na rozerwanie.
Należy nadmienić, że podawane udziały w procentach odnoszą się oczywiście do procentów wagowych.
Czas w min.
Fig. 2
171 175
HV 550
500
450
400
350
300
250
200
5 10 15 20 25 30 35 40
Odstęp od powierzchni jezdnej w mm
Fig. 3.
171 175
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (10)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Stal przeznaczona na elementy toru kolejowego, znamienna tym, że zawiera wagowo 0,53 do 0,62% C, 0,15 do 0,25% Si, 0,65 do 1,1% Mn, 0,8 do 1,3% Cr, 0,05 do 0,11% Mo, 0,05 do 0,11% V, < 0,02% P, ewentualnie do 0,025% Al, ewentualnie 0,5% Nb, reszta żelazo oraz nieuniknione zanieczyszczenia uwarunkowane wytopem, a stosunek Mn do Cr wynosi 0,80 < Mn:Cr < 0,85 natomiast stosunek Mo do V wynosi 1.
  2. 2. Stal według zastrz. 1, znamienna tym, że zawartość glinu wynosi wagowo od 0,001% do 0,05%, korzystnie 0,03%.
  3. 3. Stal według zastrz. 1, znamienna tym, że zawartość wagowa Al wynosi 0,015% do 0,025%.
  4. 4. Stal według zastrz. 1, znamienna tym, że zawartość wagowa Nb wynosi od 0,001% do 0,04%.
  5. 5. Sposób wytwarzania stali przeznaczonej na elementy toru kolejowego, o minimalnej wytrzymałości wynoszącej 1500 N/mm2, znamienny tym, że stal poddaną obróbce próżniowej, zawierającą wagowo 0,53 do 0,62% C, 0,15 do 0,25% Si, 0,65 do 1,1% Mn, 0,8 do 1,3% Cr, 0,05 do 0,11% Mo, 0,05 do 0,11% V, < 0,02% P, ewentualnie do 0,025% Al, ewentualnie do 0,5% Nb, reszta żelazo oraz nieuniknione zanieczyszczenia uwarunkowane wytopem, przy czym stosunek Mn do Cr wynosi 0,80 < Mn:Cr< 0,85, natomiast stosunek Mo do V wynosi 1, walcuje się wytwarzając szynę, i przynajmniej w obszarze główki szynę nagrzewa się do temperatury austenityzacji wynoszącej 1123K do 1323K, po czym ochładza się ją za pomocą płynnego ośrodka chłodzącego, w ciągu 60 do 120 sekund, z temperatury wynoszącej około 1123K do temperatury około 773K, a w ciągu 140 do 400 sekund, z temperatury wynoszącej około 773K do temperatury 473K i następnie odpuszcza.
  6. 6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że stal nagrzewa się indukcyjnie, a następnie korzystnie chłodzi sprężonym powietrzem z prędkości ^chłodzenia wynoszącąokoło 175K/min, od temperatury około 1123K do temperatury około 773K, po czym z prędkością chłodzenia wynoszącą 75K/min, z temperatury około 773K do temperatury około 473K i ewentualnie chłodzi się następnie w spokojnym powietrzu do temperatury otoczenia, po czym poddaje się obróbce odpuszczającej w temperaturze około 773K.
  7. 7. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że obróbka odpuszczająca trwa około 30 do 120 minut.
  8. 8. Sposób według zastrz. 5 albo 6, znamienny tym, że odcinek szyny hartuje się na całym przekroju poprzecznym.
  9. 9. Sposób według zastrz. 5 albo 6, znamienny tym, że odcinek szyny hartuje się na całym przekroju poprzecznym, a następnie w zewnętrznym i wewnętrznym obszarze (18, 20) główki odpuszcza się przy temperaturze odpuszczania TA, korzystnie 773K < TA < 873K, po czym pozostały przekrój poprzeczny (12,14, 22), w temperaturze TB, przy TB > Ta, korzystnie przy TB od 373K do 150K wyższej od Tą.
  10. 10. Sposób wytwarzania stali przeznaczonej na elementy toru kolejowego szczególnie elementy rozjazdu o wytrzymałości > 1500 N/mm2 w główce szyny, znamienny tym, że stal poddaje się obróbce próżniowej, przy czym zawiera ona wagowo 0,53% do 0,62% C, 0,15 do 0,25% Si, 0,65% do 1,1% Mn, 0,8 do 1,3% Cr, o stosunku Mn do Cr 0,80 < Mn:Cr < 0,85, 0,05 do 0,11% Mo, 0,05 do 0,11% V, o stosunku Mo:V 1, < 0,02% P, ewentualnie do 0,025% Al, ewentualnie 0,5% Nb, reszta żelazo oraz nieuniknione zanieczyszczenia uwarunkowane wytopem, z której to stali przez walcowanie wytwarza się odcinek szyny, przy czym nagrzewa się główkę szyny do temperatury około 1123K do 1323K tworząc austenit, który chłodzi się
    171 175 płynnym ośrodkiem, z temperatury około 1123K do około 773K w ciągu 60 do 120 sekund, i w ciągu 140 do 400 sekund, z temperatury około 773K do około 473K, a następnie odpuszcza do
    Wytrz/maiOSCi pGWyZCj :nn ;υυ n/mmi .
PL93304470A 1992-01-11 1993-01-10 Stal przeznaczona na elementy toru kolejowego oraz sposób jej wytwarzania PL PL PL PL171175B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4200545A DE4200545A1 (de) 1992-01-11 1992-01-11 Gleisteile sowie verfahren zur herstellung dieser
PCT/EP1993/000035 WO1993014230A1 (de) 1992-01-11 1993-01-10 Gleisteile sowie verfahren zur herstellung dieser

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PL171175B1 true PL171175B1 (pl) 1997-03-28

Family

ID=6449363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL93304470A PL171175B1 (pl) 1992-01-11 1993-01-10 Stal przeznaczona na elementy toru kolejowego oraz sposób jej wytwarzania PL PL PL

Country Status (17)

Country Link
US (1) US5482576A (pl)
EP (1) EP0620865B1 (pl)
KR (1) KR950700434A (pl)
AT (1) ATE137272T1 (pl)
AU (1) AU3258893A (pl)
BR (1) BR9305723A (pl)
CZ (1) CZ292435B6 (pl)
DE (2) DE4200545A1 (pl)
DK (1) DK0620865T3 (pl)
ES (1) ES2089783T3 (pl)
FI (1) FI98313C (pl)
GR (1) GR3020593T3 (pl)
HU (1) HUT67897A (pl)
NO (1) NO942577L (pl)
PL (1) PL171175B1 (pl)
RU (1) RU94040705A (pl)
WO (1) WO1993014230A1 (pl)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9313060D0 (en) * 1993-06-24 1993-08-11 British Steel Plc Rails
RU2107740C1 (ru) * 1993-12-20 1998-03-27 Ниппон Стил Корпорейшн Рельс из перлитной стали с высокой износостойкостью и ударной вязкостью и способ его производства
DE19621017C1 (de) * 1996-05-24 1998-01-08 Butzbacher Weichenbau Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Gleisoberbauteils sowie Gleisoberbauteil
DE19735285C2 (de) 1997-08-14 2001-08-23 Butzbacher Weichenbau Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Gleisteils
US20050172894A1 (en) * 2004-02-10 2005-08-11 Farnworth Warren M. Selective deposition system and method for initiating deposition at a defined starting surface
DE102006029818B3 (de) * 2006-06-28 2007-12-06 Siemens Ag Führungsschiene sowie Verfahren zum Herstellen einer Führungsschiene
KR100815985B1 (ko) * 2007-02-08 2008-03-24 조용삼 엘레베이터용 가이드 레일의 제조방법
US7591909B2 (en) * 2007-08-23 2009-09-22 Transportation Technology Center, Inc. Railroad wheel steels having improved resistance to rolling contact fatigue
US9040882B2 (en) * 2007-09-12 2015-05-26 Inductotherm Corp. Electric induction heating of a rail head with non-uniform longitudinal temperature distribution
US9127409B2 (en) 2012-04-23 2015-09-08 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Rail
KR102370219B1 (ko) * 2020-07-29 2022-03-08 한국철도기술연구원 철도차량 연결기용 합금강

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2541978C3 (de) * 1975-09-20 1978-08-24 Butzbacher Weichenbau Gmbh, 6308 Butzbach Verfahren zur Wärmebehandlung von Weichenteilen im Durchlaufverfahren
JPS52138427A (en) * 1976-05-17 1977-11-18 Nippon Steel Corp Production of rail having excellent wear resistance and damage resistance as rolled
JPS52138428A (en) * 1976-05-17 1977-11-18 Nippon Steel Corp Production of rail having excellent wear resistance and damage resistance as rolled
DE2821227C2 (de) * 1978-05-16 1982-12-23 Krupp Stahl Ag, 4630 Bochum Verfahren zur Herstellung von Schienen mit verminderter Riffelbildung
JPS5919173B2 (ja) * 1979-03-17 1984-05-02 新日本製鐵株式会社 溶接性低合金熱処理硬頭レ−ルの製造法
SU804702A2 (ru) * 1979-04-16 1981-02-15 Украинский Ордена Трудового Крас-Ного Знамени Научно-Исследовательс-Кий Институт Металлов Способ термической обработкиРЕльСОВ
BE884443A (fr) * 1980-07-23 1981-01-23 Centre Rech Metallurgique Perfectionnements aux procedes de fabrication de rails a haute resistance
US4404047A (en) * 1980-12-10 1983-09-13 Lasalle Steel Company Process for the improved heat treatment of steels using direct electrical resistance heating
CH648600A5 (de) * 1981-03-13 1985-03-29 Schweizerische Lokomotiv Gegenstaende mit erhoehter bestaendigkeit gegen oberflaechenbeschaedigung durch abroll- und/oder reibungsvorgaenge.
LU84417A1 (fr) * 1982-10-11 1984-05-10 Centre Rech Metallurgique Procede perfectionne pour la fabrication de rails et rails obtenus par ce procede
DE3336006A1 (de) * 1983-10-04 1985-04-25 Krupp Stahl Ag, 4630 Bochum Schiene mit hoher verschleissfestigkeit im kopf und hoher bruchsicherheit im fuss
BE899617A (fr) * 1984-05-09 1984-11-09 Centre Rech Metallurgique Procede et dispositif perfectionnes pour la fabrication de rails.
DE3446794C1 (de) * 1984-12-21 1986-01-02 BWG Butzbacher Weichenbau GmbH, 6308 Butzbach Verfahren zur Waermebehandlung perlitischer Schienenstaehle
JPS6299438A (ja) * 1985-10-24 1987-05-08 Nippon Kokan Kk <Nkk> 不安定破壊伝播停止能力を有する耐摩耗性高性能レ−ル
AT384624B (de) * 1986-05-22 1987-12-10 Voest Alpine Ag Einrichtung zur gesteuerten waermebehandlung von weichenteilen
JPH0730401B2 (ja) * 1986-11-17 1995-04-05 日本鋼管株式会社 靭性の優れた高強度レ−ルの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
FI943293A (fi) 1994-07-11
DE4200545A1 (de) 1993-07-15
CZ292435B6 (cs) 2003-09-17
HUT67897A (en) 1995-05-29
WO1993014230A1 (de) 1993-07-22
CZ166294A3 (en) 1995-04-12
DK0620865T3 (da) 1996-09-02
RU94040705A (ru) 1996-06-27
EP0620865B1 (de) 1996-04-24
GR3020593T3 (en) 1996-10-31
HU9402027D0 (en) 1994-09-28
DE59302373D1 (de) 1996-05-30
FI98313B (fi) 1997-02-14
US5482576A (en) 1996-01-09
ATE137272T1 (de) 1996-05-15
FI98313C (fi) 1997-05-26
KR950700434A (ko) 1995-01-16
ES2089783T3 (es) 1996-10-01
BR9305723A (pt) 1996-12-31
FI943293A0 (fi) 1994-07-11
NO942577D0 (no) 1994-07-08
AU3258893A (en) 1993-08-03
EP0620865A1 (de) 1994-10-26
NO942577L (no) 1994-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2749503C (en) Pearlitic steel rail excellent in wear resistance and ductility and method for producing the same
EP2287346B1 (en) Bainitic steels with boron
RU1831506C (ru) Износостойкий рельс
ES2216123T3 (es) Rail y proceso de fabricacion.
CA1058492A (en) Process for heat treatment of steel
US4575397A (en) Rail having high resistance to wear in its head and high resistance to rupture in its foot
EP4174191A1 (en) Rail having excellent fatigue crack propagation resistance characteristics, and method for producing same
JPH09316598A (ja) 耐摩耗性および溶接性に優れたパーライト系レールおよびその製造法
EP3717142B1 (en) Method for manufacturing a rail and corresponding rail
PL171175B1 (pl) Stal przeznaczona na elementy toru kolejowego oraz sposób jej wytwarzania PL PL PL
EP0705369B1 (en) Rails
Singh et al. Microstructure and mechanical properties of as rolled high strength bainitic rail steels
JPS6324045A (ja) 不安定破壊伝播停止能力に優れた耐摩耗性高性能レ−ル
CN113557312A (zh) 钢轨
CA2310521C (en) Pearlitic steel railroad rail
JP2003129181A (ja) 耐表面損傷性および靭性に優れた熱処理パーライト系レールおよびその製造法
RU2450063C2 (ru) Промежуточная деталь для соединения фасонного тела из марганцовистой стали с углеродистой сталью, а также способ соединения отливок из марганцовистой аустенитной стали со стандартными рельсами
JP7522984B1 (ja) レールおよびその製造方法
PL189758B1 (pl) Sposób obróbki cieplnej stali przeznaczonej do wytwarzania elementu toru kolejowego o dużej wytrzymałości
WO2024202405A1 (ja) レールおよびその製造方法
KR100368226B1 (ko) 지연파괴저항성이 우수한 고강도고인성 볼트용 베이나이트강 및 그 제조방법
FI3783120T3 (fi) Jousilanka, siitä muodostettu puristin ja menetelmä tällaisen jousilangan valmistamiseksi
JP2000144327A (ja) 車輪とのなじみ性および耐ころがり疲労損傷性に優れたベイナイト系鋼レール
CZ10908U1 (cs) Ocel pro železniční kolejnice

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20080110