RU1802822C

RU1802822C - Rail chair

Info

Publication number: RU1802822C
Application number: SU914943882A
Authority: RU
Inventors: Владимир Михайлович Федин; Василий Петрович Девяткин; Константин Захарович Шепеляковский; Константин Борисович Ушаков; Николай Васильевич Теляшов; Андрей Петрович Толмачев; Сергей Валентинович Никитин; Александр Кириллович Гучков
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Железнодорожного Транспорта
Priority date: 1991-06-10
Filing date: 1991-06-10
Publication date: 1993-03-15

Abstract

Использование: изобретение относитс к железнодорожному транспорту, а именно к рельсовым подкладкам, примен емым в верхнем строении железнодорожного пути. Сущность: подкладку из Ст подвергают объемно-поверхностной закалке при индукционном нагреве до 950&deg;С и с охлаждением быстродвижущимс потоком воды под давлением 0,4-0,5 МПа. Поверхностный слой имеет структуру из малоуглеродистого мартенсита , а в сердечнике - структуру квазиэв- тектоида, при этом перепад твердости между поверхностью и сердцевиной составл ет не менее HV 120.Usage: the invention relates to railway transport, namely, rail linings used in the upper structure of a railway track. SUBSTANCE: St lining is subjected to volume-surface hardening by induction heating to 950 ° C and cooling with a fast-moving stream of water under a pressure of 0.4-0.5 MPa. The surface layer has a low-carbon martensite structure, and the core has a quasi-ectectoid structure, with a hardness drop between the surface and the core of at least HV 120.

Description

Изобретение относитс к железнодорожному транспорту, а именно рельсовым подкладкам, примен емым в верхнем строении железнодорожного пути.FIELD OF THE INVENTION This invention relates to railway transport, namely rail linings used in the upper structure of a railway track.

Целью изобретени вл етс повышение циклической долговечности рельсовых подкладок дл обеспечени их гарантированной работоспособности в верхнем строении железнодорожного пути в услови х грузонапр женного скоростного движени .The aim of the invention is to increase the cyclic durability of rail linings to ensure their guaranteed performance in the upper structure of the railway track under conditions of heavy traffic speed.

Поставленна цель достигаетс тем, что рельсовые подкладки из низкоуглеродистых сталей подвергаютс объемно-поверхностной закалке, обеспечивающей упрочнение поверхностного сло на структуру малоуглеродистого мартенсита, с одновременным получением в сердцевине структуры квази- эвтектоидэ при превышении твердости поверхностного сло над твердостью сердцевины не менее чем на HV 120.This goal is achieved in that the rail linings of low carbon steels are subjected to volume-surface hardening, which provides hardening of the surface layer to the structure of low-carbon martensite, while at the same time obtaining quasi- eutectoid structure in the core when the surface layer hardness exceeds 120 V core hardness by at least H.

Известны пути увеличени прочности и циклической долговечности низкоуглеродистой и низколегированной стали путем термической и термомеханической обработок с получением высокого уровн механических свойств с равномерным распределением свойств по сечению упрочн емого издели . Однако равномерное распределение свойств по сечению издели не обеспечивает требуемого уровн циклической долговечности подкладок в услови х циклического нагружени при осевой нагрузке 25.т на ось.There are known ways to increase the strength and cyclic durability of low carbon and low alloy steels by heat and thermomechanical treatments to obtain a high level of mechanical properties with a uniform distribution of properties over the cross section of the hardened product. However, a uniform distribution of properties over the cross section of the product does not provide the required level of cyclic durability of the linings under cyclic loading under an axial load of 25 tons per axle.

Известно упрочнение рельсовых подкладок с применением прокатного нагрева с самоотпуском. Температура окончани прокатки полос в чистовой клети составл ла 1050-1100°С, а температура перед закалкой с прокатного нагрева - 1010-1065°С. В результате упрочнени подкладочной полосы с прокатного нагрева при проведении испытаний установлено, что при трехточечном изгибе и асимметрии нагружени Р 0,2 предел выносливости на 15% выше, чем у подкладок из гор чекатаного металла.Known hardening of rail linings using rolling heating with self-tempering. The temperature of the end of the rolling of the strips in the finishing stand was 1050-1100 ° C, and the temperature before quenching from rolling heating was 1010-1065 ° C. As a result of hardening of the backing strip from rolling heating during testing, it was found that with three-point bending and asymmetry of loading P 0.2, the endurance limit is 15% higher than that of hot-rolled metal linings.

ел Сate with

0000

оabout

кto

ю юyu

0000

Увеличение циклической долговечности на 15% не обеспечивает требуемых эксплуатационных свойств при увеличивающихс осевых нагрузках. Кроме этого реализаци этого способа требует строительства нового прокатного стана, а увеличение механических свойств полосы дл рельсовых подкладок приведет к увеличению расхода инструмента на механическую обработку подкладок (рубка полосы, прошивка отверстий , фрезерование пазов).A 15% increase in cyclic durability does not provide the required performance with increasing axial loads. In addition, the implementation of this method requires the construction of a new rolling mill, and an increase in the mechanical properties of the strip for rail linings will lead to an increase in the tool consumption for machining the linings (strip cutting, hole piercing, groove milling).

Сущность предполагаемого изобретени заключаетс в упрочнении поверхностного сло на наиболее твердую и прочную структуру малоуглеродистого мартенсита без участков феррита при упрочнении сердцевины на структуру квазиэвтектоиды с твердостью по меньшей мере на HV 120 ниже твердости поверхностного сло . Такое сочетание обеспечивает максимальную прочность подкладок при создании в поверхностном слое остаточных сжимающих на пр жений, повышающих циклическую долговечность деталей.The essence of the proposed invention consists in hardening the surface layer to the hardest and strongest structure of low-carbon martensite without ferrite portions while hardening the core to a quasi-ectectoid structure with a hardness of at least HV 120 lower than the hardness of the surface layer. This combination provides the maximum strength of the linings when creating residual compressive stresses in the surface layer, which increase the cyclic durability of the parts.

Дл проверки предлагаемого технического решени рельсовые подкладки производства Салдинского металлургического завода из стали СтЗ подвергнуты объемно- поверхностной закалке при индукционном нагреве до температуры 950°С с охлаждением быстродвижущимс потоком воды под давлением 0,4-0,5 МПа.To verify the proposed technical solution, rail linings manufactured by the Salzdinsky Steel Plant from StZ steel were subjected to volume-surface hardening by induction heating to a temperature of 950 ° C with cooling by a fast-moving stream of water under a pressure of 0.4-0.5 MPa.

Структура поверхностного закаленного сло представл ет собой малоуглеродистый мартенсит с твердостью HV 390-400, структура сердцевины - квазиэвтектоид, полученный в результате распада переохлажденного аус- тенита в услови х непрерывного охлажде0The structure of the surface hardened layer is low-carbon martensite with hardness HV 390-400, the core structure is a quasi-eutectoid obtained as a result of decomposition of supercooled austenite in conditions of continuous cooling0

55

00

55

00

55

ни , с твердостью HV 220-230. Измерение остаточных напр жений показало наличие в поверхностном слое сжимающих напр жений 350-400 МПа. Результаты механических испытаний приведенные в прилагаемом акте , показали наибольшее повышение статической прочности и циклической долговечности подкладок, изготовленных в соответствии с предполагаемым изобретением (см. акт испытаний, вариант 3). При другой структуре по сечению подкладок в перепаде твердости за пределами указанного в предлагаемом изобретении значени статическа прочность и циклическа долговечность деталей значительно ниже (варианты 1 и 2).nor, with a hardness of HV 220-230. Measurement of residual stresses showed the presence of compressive stresses of 350–400 MPa in the surface layer. The results of the mechanical tests given in the attached act showed the greatest increase in the static strength and cyclic durability of the linings made in accordance with the proposed invention (see test report, option 3). With a different structure according to the cross-section of the linings in the hardness drop beyond the values specified in the present invention, the static strength and cyclic durability of the parts are much lower (options 1 and 2).

Использование рельсовых подкладок в соответствии с предлагаемым изобретением значительно сократить расход подкладок , снизить стоимость работ по ремонту рельсового пути, повысить безопасность движени на железнодорожном транспорте и обеспечит экономический эффект 286,2 рубл на км пути (см. Расчет технико-экономической эффективности применени металлических подкладок КБ, упрочненных объемно-поверхностной закалкой).The use of rail linings in accordance with the invention significantly reduce the liner consumption, reduce the cost of repairing the rail track, increase the safety of rail traffic and provide an economic effect of 286.2 rubles per km of track (see Calculation of the technical and economic efficiency of the use of metal linings KB hardened by volume-surface hardening).

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A low-carbon steel rail lining, characterized in that, in order to increase cyclic durability, it has a low-carbon martensite structure in the surface layer and a quae-eutectoid structure in the core, the hardness difference between the surface and the core being at least HV 120 .