PL213115B1

PL213115B1 - Stal na odlewy dla krzyzownic rozjazdów kolejowych i tramwajowych

Info

Publication number: PL213115B1
Application number: PL375777A
Authority: PL
Inventors: Josef Zboril; Eva Schmidová
Original assignee: Dt Vyhybkarna A Mostarna A S; Dt Vyhybkarna A Mostarna As
Priority date: 2004-06-22
Filing date: 2005-06-17
Publication date: 2013-01-31
Also published as: HRPK20050581B3; CZ14602U1; PL375777A1; US7374622B2; CH696685A5; RS20050493A; CA2510512A1; HRP20050581A2; DE202005009259U1; US20050279428A1; UA13512U; RU2005119147A

Description

Przedmiotem wynalazku jest stal na odlewy zwłaszcza dla krzyżownic rozjazdów kolejowych i tramwajowych dla zwiększenia obciążenia osiowego i eksploatacyjnego.

Dotychczas znanymi i standardowo stosowanymi materiałami do produkcji krzyżownic rozjazdów kolejowych i tramwajowych są na przykład stal perlityczna, stosowana pod nazwą handlową UIC 900A, staliwo austenityczne wysokostopowe manganowe, stosowane pod nazwą handlową 13Mn super special i materiał chrom-nikiel-molibden, stosowany pod nazwą handlową Lo8CrNiMo.

Stal stosowana pod nazwą handlową UIC 900A oprócz żelaza zawiera w stosunku procentowym do masy od 0.60% do 0.80% węgla, od 0.10% do 0.50% krzemu, od 0.80% do 1.30% manganu, maksymalnie 0,04% fosforu i maksymalnie 0.04% siarki. Mankamentem stali stosowanej pod nazwą handlową UIC 900A jest niższa odporność na zużycie, niższa wytrzymałość i żywotność eksploatacyjna ze względu na przekroczone obciążenie, szybkie przejeżdżanie, tworzenie się nierówności, niska udarność i podatność na przełomy.

Stale stosowane pod nazwą handlową 13Mn super special, oprócz żelaza zawierają w stosunku procentowym do masy od 0.60% do 0.90% węgla, od 12.50% do 16.50% manganu, maksymalnie 0.60% krzemu, maksymalnie 0.05% fosforu, maksymalnie 0.03% siarki i od 1.80% do 2.20% molibdenu. Mankamentem stali stosowanej pod nazwą handlową 13Mn super special, występują problemy w zakresie spawalności ze stalą wysokowęglową typu UIC, a tym samym podwyższone koszty związane z koniecznymi naprawami podczas eksploatacji, a ponadto utrudniona defektoskopia wad wewnętrznych za pomocą ultradźwięku. Ze względu na dominujące mechanizmy zużywania się stali stosowanych pod nazwą handlową UIC 900A i 13Mn super special, stale te stanowią materiały z ograniczonymi możliwościami podwyższenia ich żywotności.

Natomiast stale stosowane pod nazwą handlową Lo8CrNiMo oprócz żelaza zawierają w stosunku procentowym do masy od 0.11% do 0.15% węgla, od 0.50% do 0.80% manganu, maksymalnie 0.50% krzemu, od 1.60% do 2.00% chromu, od 2.60% do 3.00% niklu, od 0.40% do 0.50% molibdenu, maksymalnie 0.003% boru, maksymalnie 0.045% zawartości całkowitej aluminium w stali, maksymalnie 0.13% wanadu, maksymalnie 0.05% tytanu, maksymalnie 0.012% azotu, maksymalnie 0.015% fosforu i maksymalnie 0.012% siarki. Staliwo stosowane pod nazwą handlową Lo8CrNiMo nadaje się tylko do normalnej eksploatacji o średnim obciążeniu eksploatacyjnym 22,5 tony nacisku na oś.

Zadaniem niniejszego wynalazku jest całkowite lub częściowe wyeliminowanie dotychczasowych mankamentów lub trudności przez opracowanie nowej jakości stali do produkcji krzyżownic rozjazdów kolejowych i tramwajowych. Istota wynalazku na podstawie niniejszego rozwiązania technicznego polega na tym, że stal oprócz żelaza zawiera w stosunku procentowym do masy od 0.15% do 0.20% węgla, od 1.00% do 1.80% manganu, od 1.00% do 1.60% krzemu, od 1.50% do 2.50% chromu, od 2.50% do 3.50% niklu, od 0.40% do 0.70% molibdenu i od 0.0025% do 0.005% boru. Wymieniony skład chemiczny w połączeniu z dwustopniową obróbką cieplną na strukturę bainityczną o danych parametrach substruktury, zapewnia kombinację właściwości mechanicznych prowadzących do podwyższenia odporności na typowe aspekty obciążenia eksploatacyjnego. Zwłaszcza chodzi o podwyższenie granicy plastyczności minimalnie na 1100 MPa i granicy wytrzymałości minimalnie na 1400

1/2

MPa, przy czym wartość udarności osiąga minimalnie 20 J i łamliwości minimalnie 100 MPa.m^1/2.

Ze względu na zwiększanie obciążeń eksploatacyjnych, zwłaszcza nacisku na oś i przejazdy przez wysoko obciążane elementy rozjazdów, jakimi są krzyżownice oraz wysoki tonaż w ciągu roku, zaletą tej stali w porównaniu z dotychczasowym stanem techniki jest jej wyższa odporność na obciążenia eksploatacyjne z minimalnymi wymaganiami konserwacyjnymi.

P r z y k ł a d 1.

Zgodnie z wynalazkiem wykonuje się stal na odlewy zawierającą oprócz żelaza, w stosunku procentowym do masy, 0.19% węgla, 1.10% manganu, 1.06% krzemu, 0.020% fosforu, 0.010% siarki, 1.97% chromu, 2.96% niklu, 0.03% tytanu, 0.47% molibdenu, 0.0031% boru i 0.01% zawartości całkowitej aluminium w stali. Otrzymaną stal, o takim składzie poddaje się obróbce cieplnej na strukturę bainityczną, osiągając granicę plastyczności 1245 MPa, granicę wytrzymałości 1521 MPa, udarność 24,3 J i łamliwość 108,4 MPa.m^1/2.

P r z y k ł a d 2.

Wykonuje się stal na odlewy zawierającą oprócz żelaza w stosunku procentowym do masy,

0.20% węgla, 1.54% manganu, 1.06% krzemu, 0.020% fosforu, 0.010% siarki, 2.02% chromu, 2.99% niklu, 0.02% tytanu, 0.49% molibdenu, 0.0026% boru i 0.04% zawartości całkowitej aluminium w stali.

PL 213 115 B1

W wyniku obróbki cieplnej na strukturę bainityczną osiąga się granicę plastyczności 1169 MPa, grani1 /9 cę wytrzymałości 1420 MPa, udarność 29,3 J i łamliwość 110,2 MPa.m^1/2.

P r z y k ł a d 3.

Według kolejnego przykładu wykonuje się stal na odlewy, zawierającą oprócz żelaza w stosunku procentowym do masy, 0.164% węgla, 1.65% manganu, 1.207% krzemu, 0.013% fosforu, 0.010% siarki, 1.71% chromu, 2.89% niklu, 0.0376% tytanu, 0.479% molibdenu, 0.0036% boru i 0.015% zawartości całkowitej aluminium w stali. W wyniku obróbki cieplnej na strukturę bainityczną osiąga się granicę plastyczności 1147 MPa, granicę wytrzymałości 1457 MPa, udarność 21,3 J i łamliwość 111,2 MPa.m^1/2.

Stal wykonaną zgodnie z wynalazkiem można z powodzeniem stosować zwłaszcza dla odlewów krzyżownic rozjazdów kolejowych i tramwajowych wymagających wyższych obciążeń osiowych i eksploatacyjnych.

Claims

1. Stal na odlewy krzyżownic rozjazdów kolejowych i tramwajowych, znamienna tym, że oprócz żelaza zawiera w stosunku procentowym do masy, od 0.15% do 0.20% węgla, od 1.00% do 1.80% manganu, od 1.00% do 1.60% krzemu, od 1.50% do 2.50% chromu, od 2.50% do 3.50% niklu, od 0.40% do 0.70% molibdenu i od 0.0025% do 0.005% boru.

2. Stal na odlewy krzyżownic rozjazdów kolejowych i tramwajowych według zastrz. 1, znamienna tym, że otrzymaną stal poddaje się obróbce cieplnej na strukturę bainityczną.

3. Stal na odlewy krzyżownic rozjazdów kolejowych i tramwajowych wykonaną według zastrz. 1 albo/i 2, znamienna tym, że granica plastyczności wynosi minimalnie 1100 MPa, granica wytrzymałości wynosi minimalnie 1400 MPa, przy czym udarność osiąga minimalnie 20 J, a łamliwość osiąga

1 /9 minimalnie 100 MPa.m^1/2.