RU2082773C1 - Способ диффузионного отжига блюма перед прокаткой на рельс - Google Patents
Способ диффузионного отжига блюма перед прокаткой на рельс Download PDFInfo
- Publication number
- RU2082773C1 RU2082773C1 RU93031362A RU93031362A RU2082773C1 RU 2082773 C1 RU2082773 C1 RU 2082773C1 RU 93031362 A RU93031362 A RU 93031362A RU 93031362 A RU93031362 A RU 93031362A RU 2082773 C1 RU2082773 C1 RU 2082773C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rails
- transversal
- fatigue cracks
- cracks
- bloom
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, а преимущественная область применения - железнодорожный транспорт. Цель изобретения - повышение стойкости рельсов контактным повреждениям 11.1-2 и поперечным трещинам усталости 21.1-2 в условиях эксплуатации путем уменьшения отрицательного влияния первичной полосчатости, вызванной дендритной ликвацией в слитке. Это достигается оптимальным диффузионным отжигом заготовок (блюмов), включающим нагрев до 1150 - 1180oC и оптимальную выдержку, например, для блюмов в течение 4 ч. За счет диффузионных процессов между элементами полосчатой структуры уменьшается возможность появления начальных продольных трещин, от которых развиваются контактные повреждения и поперечные трещины усталости, а оставшаяся полосчатость препятствует развитию поперечных усталостных трещин. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии, а преимущественная область применения железнодорожный транспорт.
Диффузионный отжиг слитков и прокатанных из них заготовок широко применяется для уменьшения (и даже устранения) первичной полосчатости, вызванной дендритной ликвацией в слитке, выравнивания химического состава, макро-, а также микропор и др. Продолжительность диффузионного отжига может достигать 100 ч и более при температуре преимущественно 1100-1200oC; это снижает уровень химической неоднородности, исчезает полосчатость, вызванная дендритной неоднородностью в слитке. Чем выше температура отжига, тем интенсивнее выравнивается химсостав (Голиков И. Н. Дендритная ликвация в стали. М. Металлургиздат, 1958, 206 с. Голиков И. Н. Масленков С. Б. Дендритная ликвация в сталях и сплавах, 1977, 233 с.).
Ближайшим аналогом является известный способ диффузионного отжига блюма перед прокаткой на рельс, включающий нагрев блюма до 1150-1180oC, выдержку при этой температуре и охлаждение (авт. св. N 1300946, кл. C 21 D 9/04, 1985).
Известен способ диффузионного отжига для слитков из легированной стали с целью уменьшения дендритной ликвации. При дендритной ликвации появляется при обработке давлением склонность к хрупкому излому, анизотропии свойств, возникновению шиферности, флокенов. Понижается пластичность и вязкость легированной стали (Латхин Ю. М. Металловедение и термическая обработка металлов, 1976, с. 407).
Нагрев при диффузионном отжиге слитков, отливок, заготовок проводится при температуре 1100-1200oC; продолжительность диффузионного отжига (нагрев, выдержка и медленное охлаждение) при больших осадках металла может достигать 50-100 ч. Длительность выдержки зависит от химсостава стали, массы садки и составляет 8-20 ч. В процессе отжига выравнивается химсостав, устраняется полосчатость, равно как и описанные дефекты в стали, присущие дендритной ликвации.
Однако установлено, что полное устранение первичной полосчатости также, как и химической неоднородности не всегда целесообразно. Этот вывод получен при исследовании контактно-усталостных повреждений на рельсах (контактных повреждений 11.1-2 *) и поперечных трещин усталости 21.1-2 *)), которые возникают в условиях эксплуатации при одновременном действии переменных контактных напряжений и знакопеременных напряжений изгиба.
Первичная структура рельсов, выявленная реактивом Обергоффера, состоит из темных и светлых полос. Темные полосы имеют пониженное содержание углерода и других элементов, а следовательно, и пониженную твердость по сравнению со светлыми полосами.
В условиях пластической деформации между этими структурными составляющими из-за разного их химсостава и твердости возникают остаточные напряжения второго рода, которые способствуют возникновению упомянутых начальных продольных трещин, а следовательно, и контактно-усталостных повреждений, развивающихся от этих трещин, 11.1-2, 21.1-2.
Техническим результатом изобретения является повышение стойкости рельсов контактно-усталостным повреждениям.
Технический результат достигается путем диффузионного отжига блюма при температуре 1150-1180oC, выдержке в течение 4 ч и охлаждении.
Как и в прототипе, осуществляется примерно одинаковая температура нагрева заготовок, равная 1150 -1180oC, а время выдержки согласно изобретению составляет 4 ч. В результате значительно уменьшаются затраты на проведение диффузионного отжига, сохраняются остаточная полосчатость и разный химический состав элементов полос полосчатой структуры. Установлено, что при предложенной оптимальной выдержке длительностью 4 ч возникают диффузионные процессы между структурными составляющими (осями дендритов и межцентритными пространствами), которые приводят к уменьшению остаточных напряжений второго рода и тем самым к повышению стойкости рельсов, возникновению начальных продольных трещин усталости, от которых возникают контактные повреждения в рельсах 11. 1-2. Остаточная полосчатость препятствует развитию поперечных трещин усталости 21. 1-2. В зависимости от поперечного сечения заготовок оптимальная выдержка может изменяться.
Для установления оптимального времени выдержки заготовок (блюма) с последующим изготовлением рельсов выполнено моделирование контактно-усталостных повреждений рельсов на образцах с помощью специально построенных испытательных машин. Для этой цели образцы изготовляют из заготовок диаметром 120 мм с заданным химсоставом, подвергнутых диффузионному отжигу при температуре 1150-1180oC в течение 3, 6 и 10 ч, с последующей термической обработкой на заданную твердость с одинаковой структурой перлитной составляющей.
Выполненные испытания образцов показали, что при выдержке заготовок диаметром 120 мм в течение 3 ч наблюдается существенное повышение стойкости контактным повреждениям вида Б и А, а также поперечным трещинам усталости 21 по сравнению с образцами, не подвергавшимися такому отжигу (Приложение 1).
В случаях увеличенной продолжительности диффузионного отжига в течение 6 и 10 ч стойкость образцов к тем же дефектам не изменилась по сравнению с образцами, не подвергавшимися такому отжигу (Приложение 2).
Поскольку оптимальное время выдержки при диффузионном отжиге зависит от размеров отжигаемых заготовок, для блюма установлена более продолжительная оптимальная выдержка при температуре 1150-1180oC в течение 4 ч (дополнительная к принятому технологическому процессу изготовления рельсов).
На металлургическом комбинате "Азовсталь" выполнен диффузионный отжиг блюма по упомянутому режиму. Из этого блюма изготовлены опытные (А) рельсы; из стали той же плавки изготовлены контрольные (К) рельсы по принятой на металлургическом комбинате "Азовсталь" технологии. После термической обработки рельсов на Нижне-Тагильском металлургическом комбинате (НТМК) эти рельсы уложены на четырех опытных участках СКЖД для эксплуатационных испытаний.
Результаты испытаний этих рельсов по нечетному и четному направлениях на втором опытном участке СКЖД представлены в таблице.
Приведенные данные свидетельствуют о существенно меньшей поврежденности контактными дефектами опытных (А) рельсов по сравнению с контрольными (К) рельсами.
Следует отметить, что при проведении предложенного оптимального диффузионного отжига блюма исключается возможность появления флокенов в рельсах, что позволит уменьшить или исключить замедленное охлаждение рельсов в колодцах после их изготовления.
*) Условные обозначения повреждений рельсов по общедорожной классификации дефектов.
Claims (1)
- Способ диффузионного отжига блюма перед прокаткой на рельс, включающий нагрев блюма до 1150 1180oС, выдержку при этой температуре и охлаждение, отличающийся тем, что выдержку осуществляют в течение 4 ч.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93031362A RU2082773C1 (ru) | 1993-05-26 | 1993-05-26 | Способ диффузионного отжига блюма перед прокаткой на рельс |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93031362A RU2082773C1 (ru) | 1993-05-26 | 1993-05-26 | Способ диффузионного отжига блюма перед прокаткой на рельс |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93031362A RU93031362A (ru) | 1996-07-20 |
RU2082773C1 true RU2082773C1 (ru) | 1997-06-27 |
Family
ID=20143316
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93031362A RU2082773C1 (ru) | 1993-05-26 | 1993-05-26 | Способ диффузионного отжига блюма перед прокаткой на рельс |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2082773C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102220460A (zh) * | 2011-05-27 | 2011-10-19 | 河北联合大学 | 提高元素扩散速度的均匀化扩散退火方法 |
-
1993
- 1993-05-26 RU RU93031362A patent/RU2082773C1/ru active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102220460A (zh) * | 2011-05-27 | 2011-10-19 | 河北联合大学 | 提高元素扩散速度的均匀化扩散退火方法 |
CN102220460B (zh) * | 2011-05-27 | 2013-04-10 | 河北联合大学 | 提高元素扩散速度的均匀化扩散退火方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8673094B2 (en) | Case hardening steel and manufacturing method thereof | |
EP3286349B1 (fr) | Acier, produit réalisé en cet acier, et son procédé de fabrication | |
WO2014171472A1 (ja) | 肌焼用鋼材と肌焼鋼部品 | |
RU2743570C2 (ru) | Сталь, изделие, полученное из указанной стали, и способ его изготовления | |
KR102654713B1 (ko) | 내황산 노점 부식성이 우수한 이음매 없는 강관 및 그의 제조 방법 | |
EP3715493A1 (en) | High strength steel sheet and method for producing same | |
JP5207805B2 (ja) | 曲げ疲労強度に優れた鋼部品、及びその製造方法 | |
EP0008996B1 (fr) | Procédé de traitement thermique des alliages aluminium-cuivre-magnésium-silicium | |
US20220170126A1 (en) | High-carbon hot-rolled steel sheet and method for manufacturing the same | |
RU2082773C1 (ru) | Способ диффузионного отжига блюма перед прокаткой на рельс | |
JPH0583610B2 (ru) | ||
EP1574592A1 (en) | Bearing steel excellent in workability and corrosion resistance, method for production thereof, and bearing member and method for manufacture thereof | |
JPH09279295A (ja) | 冷間鍛造性に優れた軟窒化用鋼 | |
JP2001026836A (ja) | 冷間加工性、転動疲労強度およびねじり疲労強度に優れた高周波焼入用鋼ならびに機械構造用部品 | |
EP0693570B1 (en) | Bainite rod wire or steel wire for wire drawing and process for producing the same | |
JP2905243B2 (ja) | 転動疲労寿命に優れた軸受用素材の製造方法 | |
JP2000239797A (ja) | 加工性に優れたばね用鋼およびばね用鋼線の製法 | |
KR100629217B1 (ko) | 인성 및 준고온역에서의 구름접촉 피로수명이 우수한표면경화 베어링용 강 | |
JP2905241B2 (ja) | 転動疲労寿命に優れた軸受用素材の製造方法 | |
JP2592397B2 (ja) | 耐焼付性,耐摩耗性に優れた摺動材料用アルミニウム青銅 | |
EP0693569B1 (en) | Bainite rod wire or steel wire for wire drawing and process for producing the same | |
JP3201711B2 (ja) | ダイカスト型用時効硬化鋼 | |
JPH09104945A (ja) | 冷間加工性および耐遅れ破壊性に優れた高強度ボルト用鋼、高強度ボルトの製造方法および高強度ボルト | |
JP2005307320A (ja) | 冷間鍛造性、切削性及び疲労強度に優れた鋼 | |
JP3167550B2 (ja) | 加工性に優れた冷間鍛造用鋼材 |