RU1819305C - Способ соединени деталей стрелки - Google Patents

Abstract

Использование: относитс  к соединени м деталей стрелки, выполненных на литой аустенитной высокомарганцовистой стали, таких, например, как крестовины, св занные с ней рельсы из марганцовистой стали с примыкающим к ним рельсом из углеродистой стали с применением промежуточной детали из низкоуглеродистой аустенитной стали. Сущность изобретени : способ состоит в том, что сначала сваривают промежуточную деталь (3) с рельсом (2), после обрезки промежуточной детали (3) до длины менее 25 мм при втором процессе сварки сваривают промежуточную деталь (3) с крестовиной (1), выполненной из литой аустенитной высокомарганцовистой стали, и соответственно с рельсом из марганцовистой стали. При этом используют промежуточную деталь (3) из стабилизированной Mb или/и Т1 малоуглеродистой аустенитной стали, в частности хромоникелевой стали, и вслед за первым сварным соединением осуществл ют термообработку, в частности диффузионный отжиг, при температуре между 350 и 1000°С. 6 з.п. ф-лы, 3 ил. Ё

Description

Фиг .

Изобретение относитс  к способу соединени  деталей стрелок, состо щих из литой аустенитной высокомарганцовистой стали, таких, например, как крестовина и св занные с ней рельсы из марганцовистой стали с примыкающим к ним рельсом из углеродистой стали с применением промежуточной детали из низкоуглеродистой аустенитной стали,

Целью изобретени   вл етс  достиже- ние длительной прочности и более равномерного распределени  структуры во всей зоне сварки. Исключение термообработки после второй сварки со сталью нормального рельса должно при этом улучшить воспроиз- водимость прочностных свойств сварного соединени , причем одновременно должны достигатьс  лучшие величины прогиба и лучшие величины длительной прочности.

На фиг. 1 показана крестовина Пересе- чени  с присоединенными нормальными рельсами из углеродистой стали квалитета U1С 860; на фиг. 2 - в увеличенном масштабе сечение по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение по Б-Б на фиг. 1.

Крестовина 1 состоит из литой аустенитной высокомарганцовистой стали. К этой крестовине приварены нормальные рельсы 2 с промежуточным включением промежуточных деталей 3 за счет стыковой сварки оплавлением.

Промежуточные детали длиной около 500 мм зажимали в сварочной машине дл  стыковой сварки оплавлением. Промежуточные детали имеют изображенный на фиг, 3 профиль нормального рельса. Эти промежуточные детали длиной 500 мм сначала сваривают с нормальным рельсом 2 за счет стыковой сварки оплавлением, причем возникает сварной шов 4, изображенный на фиг. 2. Зону этого сварного шва 4 затем подвергают термообработке дл  того, чтобы устранить образование мартенсита. После этого промежуточные детали обрезают таким образом, что их длина, измеренна  от сварного шва 4, составл ет около 15 мм, после чего осуществл ют вторую сварку равным образом за счет стыковой, сварки оплавлением с крестовиной 1. При сварке оплавл етс  от 5 до 10 мм длины промежу- точной детали, так что оставша с  промежуточна  деталь имеет минимальную длину 5 мм между сварным швом 4 и сварным швом 5, причем марганцовиста  крестовина 1 через сварной шов 5 соединена с промежуточ- ной деталью.

Способ, согласно изобретению, состоит в основном в том, что используют промежуточную деталь из стабилизированной Nb и/или Ti малоуглеродистой аустенитной

стали, в частности хромоникелевой стали, вслед за первым сварным соединением осуществл ют термеобработку, в частности диффузионный отжиг, при температуре между 350 и 1000°С. За счет того что используют промежуточную деталь из стабилизированной ниобием и/или титаном малоуглеродистой аустенитной стали, в частности хромоникелевой стали, снижаетс  дол  свободного углерода и ограничиваетс  диффузи  углерода, отрицательно воздействующа  на механические характеристики сварного соединени . За счет того что вслед за этой первой стыковой сваркой оплавлением между углеродистой сталью рельса и промежуточной деталью осуществл ют целенаправленную термообработку, достигаетс  сглаживание различной концентрации полностью различных сплавов промежуточной детали и стали рельса за счет диффузии , причем одновременно не только достигаетс  выравнивание концентраций в зоне сварки, но также вновь устран етс  образованный при определенных обсто тельствах мартенсит. После обрезки промежуточной детали до необходимой минимальной длины дл  второго сварочного процесса соединение с деталью, состо щей излитой аустенитной высокомарганцовистой стали, соответственно рельсом из марганцовистой стали, вновь может происходить с помощью стыковой сварки оплавлением, причем здесь далее не требуетс  выдерживать никаких особых условий в отношении охлаждени . Второе сварное соединение может охлаждатьс  на воздухе, как это соответствует одной предпочтительной форме Осуществлени , без того, чтобы это приводило к увеличению твердости в зоне первого сварного соединени . При осуществлении способа дл  всего сварного соединени  получаютс  величины прогиба, которые до двух раз превышают величины прогиба, достижимые с помощью известных способов, причем одновременно без дополнительных меропри тий могли бы достигатьс  величины длительной прочности до 250 Н/мм2.

Термообработку предпочтительным образом осуществл ют в течение промежутка времени от 2 до &ч, благодар  чему предотвращаетс  образование мартенсита . Образование мартенсита даже при целенаправленном ведении способа во врем  первой сварки и, в частности, при замедленном охлаждении после первой сварки не может быть надежно исключено, причем за счёт целенаправленной термообработки помимо устранени  образованного при определенных обсто тельствах мартенсита в самой значительной степени выравниваем

с  профиль концентрации химических элементов в зоне сварки, за счет чего получаютс  более высокие величины прочности и величины прогиба.

В особенно предпочтительном вариан- те способ термообработки осуществл ют таким образом, что термообработку провод т за врем  от 2 до 5 ч, после чего производ т охлаждение в спокойном воздухе.

На основании достижимой за счет термообработки гомогенизации распределени  концентрации в зоне сварки после первой стыковой сварки оплавлением и на основании того, что образованный при определенных обсто тельствах мартенсит на- дежно устранен, вслед за вторым процессом сварки производ т охлаждение в спокойном воздухе.

В качестве материала дл  промежуточной детали предпочтительно могут приме- н тьс  стали квалитета ХЮОСгМГП 18 9, XIOCrNiTI 18 10, XIOCrNiNb 18 9 или XSCrNiNb 1810. Такого рода стабилизированные ниобием, соответственно титаном, стали имеют максимальное содержание уг- лерода 0,06 мас.%, причем титан, соответственно ниобий, дл  стабилизации используют в количестве, которое в случае титана соответствует по меньшей мере 5- кратному содержанию углерода ив случае ниоби  - по меньшей мере 10-кратному содержанию углерода. В качестве особенно предпочтительной  вл етс  промежуточна  деталь состава:

С 0(06 макс

Сг 17,5

NI 9,5

Ti 5xC или Mb ЮхС,

остальное железо и обычные примеси желе- за.

При использовании предложенного, согласно изобретению, материала дл  промежуточной детали и соблюдении требуемых условий в отношении термообработки мо- жет быть полностью исключено образование трещин в зоне сварного соединени  при стыковой сварке оплавлением, причем повышаетс  надежность в отношении излома и достигаютс  более высокие величины длительной прочности, а также лучшие величины прогиба. Такого рода сварные соединени  отвечают высоким требовани м к нагрузкам высокоскоростного железнодорожного сообщени .

С помощью предложенной, согласно изобретению, промежуточной детали были сварены крестовины стрелок из аустенит- ной высокомарганцовистой стали ориентировочного анализа: С - от 0,95 до 1,30;

Claims (7)

1. марганец - от 11,5 до 14 - в литом, прокатанном или кованом состо нии, а также про- катанные рельсы из аустенитной высокомарганцовистой стали аналогичного ориентировочного анализа с аустенитными промежуточными детал ми из стали состава: XIOCrNiNb 18 9, а также XIOCrNITi 18 9, равным образом в литом, преимущественно кованом или прокатанном состо нии, причем в случае стали рельсов использовались квалитеты нормальных рельсов в соответствии с U1C, соответственно рельсы с закаленной головкой. При этом первую сварку между углеродистой сталью рельса и промежуточной деталью осуществл ли с промежуточной деталью длиной около 500 мм, после чего после первой стыковой сварки оплавлением промежуточную деталь, уже соединенную с нормальным рельсом, обрезали до длины от 8 до 20 мм дл  того, чтобы обеспечить то, что после второй сварки промежуточной детали с литой деталью из аустенитной высокомарганцовистой стали, соответственно рельсом из марганцовистой стали, останетс  эффективна  длина промежуточной детали около 5 мм. Обусловленна  стабилизацией аустенита за счет ниоби  и/или титана во врем  первого сварочного процесса, осуществл емого при существенно более высоких температурах по сравнению с последующей термообработкой, диффузи  углерода эффективно ограничена. Сравнение сварных соединений, полученных в соответствии с патентом Австрии № 350881 и предложенным способом, показало , что достигнуто существенное повышение величины прогиба с 18 до 35 мм. В ел ич и н ы дл ител ьной прочности удалось повысить с 200 до 250 Н/мм2. Одновременно удалось работать с меньшим вводом тепла , благодар  чему уменьшено образование трещин. Обычный до сих пор подогрев места сварки в сварочной машине за счет импульсов тока при использовании предложенного способа удалось исключить, благодар  чему также повышена экономичность . После второго сварного соединени  предусмотренна  термообработка позвол ет существенно быстрее охладить зону сварки. В целом за счет ведени  способа согласно изобретению получают более короткие времена сварки и более длительный срок службы сварного соединени . Формула изобретени  1. Способ соединени  деталей стрелки, выполненных излитой аустенитной высоко- марганцовистой стали, преимущественно крестовины, и св занных с ней рельсов из марганцовистой стали с примыкающими к ним рельсами из углеродистой стали посредством промежуточных деталей из ниэ- коуглеродйстой аустенитной стали, состо щий в сварке промежуточных деталей с примыкающими рельсами, обрезке указанных деталей до длины менее 25 мм каждой и последующей сварке промежуточных деталей с крестовиной и св занными с ней рельсами, отличающийс  тем, что используют промежуточную деталь из стабилизированной Mb и/или ТI малоуглероди- стой аустенитной стали, в частности хромоникелевой стали, и после указанной первой сварки осуществл ют термообработку , в частности диффузионный отжиг, при 350 - 100°С.
2. .2. Способ по п. 1,отличающийс  тем, что термообработку провод т за 2-5 ч, после чего охлаждают на спокойном воздухе .
3. 3. Способ по пп. 1 или 2, о т л и ч а ю- щ и и с   тем. что термообработку ведут в течение 3 ч при температуре 850°С.
4. 4. Способ по пп. 1,2 или 3, отличающий с   тем, что после указанной второй

   0

   5

   0

   сварки ведут охлаждение на спокойном воздухе .
5. 5. Способ по пп. 1-4, отличающий- с   тем, что в качестве материала дл  промежуточной детали используют сталь квали- тета ХЮСгМГП 18 9, XIOCrNINb 18 9, ХЮСгМГП 18 10 или XSCrNINb 18 10.
6. 6. Способ по пп. 1-5, отличающий- с   тем, что используют сталь дл  промежуточной детали с содержанием ниоби  по меньшей мере равным дес тикратному содержанию углерода и содержанием титана по меньшей мере равным п тикратному содержанию углерода.
7. 7. Способ по пп. 1-6, отличающий- с   тем, что сталь промежуточной детали характеризуетс  следующим составом:

   С 0,06 макс

   Сг 17,5

   NI 9,5

   ТГ 5хС или Mb 10xC,

   остальное железо и обычные примеси железа .

   2

   Фаг. 2

   f ZZ%Z%Zb

   Редактор

   Фиг,3

   Составитель А. Петрухин Техред М. Моргентал

   Корректор д. Мотыль