RU2058402C1

RU2058402C1 - Method for determination of rail resistance to formation of contact-fatigued defects

Info

Publication number: RU2058402C1
Application number: RU93021710A
Authority: RU
Inventors: Ю.П. Снитко; К.В. Григорович; Е.А. Шур; В.А. Рейхарт; Т.Н. Трусова; И.М. Оржех; С.В. Коршиков; А.И. Катунин; А.Р. Трынкин; И.П. Строков; В.В. Могильный
Original assignee: Кузнецкий металлургический комбинат им.В.И.Ленина
Priority date: 1993-04-26
Filing date: 1993-04-26
Publication date: 1996-04-20

Abstract

FIELD: steel quality control at rail manufacturing works. SUBSTANCE: method for determination of rail resistance to formation of contact-fatigued defects consists in measurement of oxygen amount liberating from tested rail specimen within temperature range of 1700-1950 K in rail continuous heating in graphite crucible , and determination of rail resistance to formation of contact-fatigued defects by comparing the measured amount of oxygen with the amount of oxygen liberated within same temperature range from the reference specimen with the known resistance to formation of contact-fatigued defects. EFFECT: higher efficiency. 1 tbl

Description

Изобретение относится к методам контроля качества стали и может быть использовано на металлургических заводах, производящих рельсы. The invention relates to methods for controlling the quality of steel and can be used in metallurgical plants producing rails.

Известно, что срок службы рельсов во многом определяется стойкостью рельс к образованию контактно-усталостных дефектов, причиной появления которых служат скопления оксидных включений. It is known that the service life of rails is largely determined by the resistance of the rails to the formation of contact fatigue defects, the cause of which are accumulations of oxide inclusions.

Известен способ определения стойкости рельсов к образованию контактно-усталостных дефектов путем испытания на 9-позиционной машине конструкции ВНИИПП при чистом качении четырех шариков по плоскому образцу, вырезанному из верхнего слоя головки рельсов. Однако способ отличается значительной трудоемкостью и длительностью определения. A known method for determining the resistance of rails to the formation of contact fatigue defects by testing on a 9-position machine the design of VNIIPP with the pure rolling of four balls on a flat sample cut from the top layer of the rail head. However, the method is characterized by considerable complexity and duration of determination.

Наиболее более близким к изобретению по технической сущности является способ определения стойкости рельсов к образованию контактно-усталостных дефектов путем ультразвукового контроля загрязненности рельсов скоплениями неметаллических включений. Однако метод недостаточно надежен поскольку при ультразвуковом способе контроля за скопления неметаллических включений могут быть приняты дефекты макроструктуры. Кроме того, способ требует специальных мер по стабилизации акустической связи, что делает его труднореализуемым при массовом производстве рельсов на металлургическом заводе. Closest to the invention in technical essence is a method for determining the resistance of rails to the formation of contact fatigue defects by ultrasonic monitoring of rail contamination by accumulations of non-metallic inclusions. However, the method is not sufficiently reliable since, with the ultrasonic method of monitoring accumulations of non-metallic inclusions, macrostructure defects can be accepted. In addition, the method requires special measures to stabilize the acoustic connection, which makes it difficult to implement in the mass production of rails at a metallurgical plant.

Цель изобретения повышение точности определения стойкости рельсов к образованию контактно-усталостных дефектов. The purpose of the invention is to increase the accuracy of determining the resistance of rails to the formation of contact-fatigue defects.

Поставленная цель достигается тем, что измеряют количество кислорода, выделяющегося из образца исследуемого рельса в интервале температур 1700-1950 К при его непрерывном нагреве в графитовом тигле, стойкость рельсов к образованию контактно-усталостных дефектов определяют сравнением измеренного количества кислорода с количеством кислорода, выделенного в том же температурном интервале из эталонного образца, с известной стойкостью к образованию контактно-усталостных дефектов. Чем больше термодинамическая прочность оксида, тем при более высокой температуре происходит его восстановление углеродом с образованием окиси углерода. Наиболее вредные неметаллические включения, возле которых происходит зарождение трещин, восстанавливаются в интервале температур 1700-1950К, поэтому измерение количества кислорода, выделяющегося в этом температурном интервале, характеризует стойкость рельсов к образованию контактно-усталостных дефектов. This goal is achieved by measuring the amount of oxygen released from the sample of the studied rail in the temperature range 1700-1950 K when it is continuously heated in a graphite crucible, the resistance of the rails to the formation of contact-fatigue defects is determined by comparing the measured amount of oxygen with the amount of oxygen released in the same temperature range from a reference sample, with a known resistance to the formation of contact-fatigue defects. The greater the thermodynamic strength of the oxide, the higher the temperature when it is reduced by carbon to form carbon monoxide. The most harmful non-metallic inclusions, near which crack nucleation occurs, are restored in the temperature range 1700-1950K, therefore, measuring the amount of oxygen released in this temperature range characterizes the resistance of rails to the formation of contact-fatigue defects.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. The proposed method is as follows.

Из пробы рельсовой стали вырезают образец металла для фракционного газового анализа методом горячей экстракции в токе несущего газа. В процессе анализа фиксируют количество кислорода, выделяющегося в интервале температур 1700-1950 К. Измеренное количество кислорода сравнивают с количеством кислорода, выделяющегося из образца рельса аналогичного способа производства с известной эталонной стойкостью. A metal sample is cut from a rail steel sample for fractional gas analysis by hot extraction in a carrier gas stream. In the process of analysis, the amount of oxygen released in the temperature range of 1700-1950 K is recorded. The measured amount of oxygen is compared with the amount of oxygen released from the rail sample of a similar production method with a known reference resistance.

Результаты серии анализов образцов металла, отобранных от рельсов с известной эксплуатационной стойкостью, приведены в таблице. The results of a series of analyzes of metal samples taken from rails with known operational stability are shown in the table.

В таблице использованы следующие обозначения:
О_эксп. содержание кислорода, выделяющегося из экспериментального образца в интервале температур 1700-1950 К;
О_эталон содержание кислорода, выделяющегося из эталонного образца в интервале температур 1700-1950 К;
О_общ. общее содержание кислорода в экспериментальных образцах.The following notation is used in the table:
About _Exp. the oxygen content released from the experimental sample in the temperature range 1700-1950 K;
About the _reference, the oxygen content released from the reference sample in the temperature range 1700-1950 K;
About _commonly total oxygen content in experimental samples.

Claims

METHOD FOR DETERMINING RAIL RESISTANCE TO FORMATION OF CONTACT-TIRED DEFECTS, including heating the test sample to a predetermined temperature and measuring the resistance of the rails, characterized in that the sample is continuously heated in a graphite crucible to 1700 1950K, the amount of oxygen released from the sample is measured and compared with the amount of oxygen isolated in the same temperature range from a reference sample with a known resistance to the formation of contact-fatigue defects.