RU2128564C1 - Способ соединения изделия из высокоуглеродистой стали с изделием из высокомарганцовистой аустенитной стали - Google Patents
Способ соединения изделия из высокоуглеродистой стали с изделием из высокомарганцовистой аустенитной стали Download PDFInfo
- Publication number
- RU2128564C1 RU2128564C1 RU96124666A RU96124666A RU2128564C1 RU 2128564 C1 RU2128564 C1 RU 2128564C1 RU 96124666 A RU96124666 A RU 96124666A RU 96124666 A RU96124666 A RU 96124666A RU 2128564 C1 RU2128564 C1 RU 2128564C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- product
- steel
- manganese austenitic
- carbon steel
- austenitic steel
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 22
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 20
- 239000011572 manganese Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 229910000677 High-carbon steel Inorganic materials 0.000 title claims description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 6
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 claims description 4
- 229910000914 Mn alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 abstract 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000617 Mangalloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000963 austenitic stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000012916 structural analysis Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Abstract
Использование: в транспортном машиностроении, горном машиностроении. Способ соединения изделия из высокоуглеродистой стали с изделием из высокомарганцовистой аустенитной стали включает последовательную сварку каждого изделия с промежуточной прокладкой, изготовленной из высокомарганцовистой аустенитной стали, легированной никелем, причем после соединения изделия из высокоуглеродистой стали с промежуточной прокладкой прилегающий к сварному шву металл подвергают медленному охлаждению, а после соединения изделия из высокомарганцовистой аустенитной стали с промежуточной прокладкой прилегающий к сварному шву металл подвергают ускоренному охлаждению, а все сварное соединение упрочняют холодной деформацией. Способ позволит увеличить эксплуатационную стойкость соединения за счет предотвращения охрупчивания металла в условиях термического влияния.
Description
Изобретение относится к выполнению соединений двух изделий из стали различного химического состава методом сварки, преимущественно рельса, выполненного из высокоуглеродистой стали, и железнодорожной крестовины.
Крестовина железнодорожного пути выполняется из дорогостоящей высокомарганцовистой аустенитной стали. Масса ее 600 - 900 кг, крепится крестовина к рельсу болтогаечным соединением. Однако при выходе из строя крестовины по причине износа и выкрашивания острия или усовой части, вес которых не превышает нескольких килограммов, все изделие изымается из путей и устанавливается новое. Такое соединение рельса и крестовины пути имеет низкий коэффициент полезного использования дорогой высокомарганцовистой аустенитной стали при эксплуатации, что снижает срок службы всего соединения.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ соединения изделий из высокомарганцовистой аустенитной стали с изделием из высокоуглеродистой стали (рельса с крестовиной пути), включающий использование промежуточной прокладки и последовательную сварку ее с каждым изделием из вышеназванных сталей, кроме того, после сварки изделия из высокомарганцовистой аустенитной стали с прокладкой прилегающий к шву металл изделия подвергают ускоренному охлаждению, а после сварки прокладки с изделием из высокоуглеродистой стали прилегающий к сварному шву металл этого изделия медленно охлаждают. В этом случае решается задача повышения коэффициента полезного использования аустенитной высокомарганцовистой стали, так как крестовина может изготавливаться значительно меньших размеров. Однако использование промежуточной прокладки из аустенитной нержавеющей стали способствует образованию хрупкой мартенситной структуры в зоне термического влияния, что снижает надежность соединения в условиях деформации. Для предотвращения образования мартенсита в рельсовой высокоуглеродистой стали прокладка из нержавеющей стали выполнена удлиненной, однако из-за плохой наклепываемости промежуточная прокладка быстро изнашивается, сто снижает надежность всего соединения.
Задачей изобретения является разработка способа соединения изделий из высокоуглеродистой стали, например рельса, с изделием из высокомарганцовистой аустенитной стали, например крестовина железнодорожного пути, который предотвращает охрупчивание металла в условиях термического влияния и увеличение эксплуатационной стойкости соединения.
Поставленная задача достигается тем, что в способе соединения изделия из высокоуглеродистой стали с изделием из высокомарганцовистой аустенитной стали, например рельса с крестовиной пути, включающем последовательную сварку каждого изделия с промежуточной прокладкой и соответственно медленное охлаждение прилегающего к сварному шву металла из высокоуглеродистой стали и ускоренное охлаждение прилегающего к сварному шву металла из высокомарганцовистой аустенитной стали, согласно изобретению после проведения вышеупомянутых операций все сварное соединение подвергают холодной деформации, а материалом прокладки служит высокомарганцовистая аустенитная сталь, легированная никелем.
Технический результат заключается в том, что при сваривании (наплавки) изделия из высокоуглеродистой стали с изделием из высокомарганцовистой аустенитной стали предлагаемым способом исключается как выпадение карбидов в зоне шва со стороны высокомарганцовистой аустенитной стали (крестовина), так и образование мартенситной структуры в зоне металла шва со стороны высокоуглеродистой стали в процессе сварки и эксплуатации.
Выполнение прокладки из высокомарганцовистой аустенитной стали, легированной никелем, устраняет хрупкость соединения в связи с тем, что проведение медленного охлаждения предотвращает мартенситное превращение в высокоуглеродистой стали и способствует образованию трооститно-сорбитной структуры, а быстрое охлаждение металла шва и прилегающего металла из высокомарганцовистой аустенитной стали исключает выпадение карбидов. Никель в металле прокладки в зоне сварки расширяет зону стабильного аустенита, что также устраняет охрупчивание металла в зонах сварки.
В процессе холодной деформации высокомарганцовистая аустенитная сталь, легированная никелем, упрочняется, что предотвращает неравномерный износ прокладки с рельсом и увеличивает эксплуатационную надежность всего соединения.
Пример.
В литейном цехе "ЗСМК" для опробывания способа соединения была отлита прокладка для сварки следующего хим. состава, мас.%:
Углерод - 1,10
Марганец - 16,20
Кремний - 0,60
Никель - 4,0
Железо и примеси - Остальное
Экспериментальный образец (80 х 80) изготовили из стали Гадфильда следующего хим. состава, мас.%:
Углерод - 1,20
Марганец - 13,50
Кремний - 0,45
Железо и примеси - Остальное
Рельс изготовлен из высокоуглеродистой стали.
Углерод - 1,10
Марганец - 16,20
Кремний - 0,60
Никель - 4,0
Железо и примеси - Остальное
Экспериментальный образец (80 х 80) изготовили из стали Гадфильда следующего хим. состава, мас.%:
Углерод - 1,20
Марганец - 13,50
Кремний - 0,45
Железо и примеси - Остальное
Рельс изготовлен из высокоуглеродистой стали.
Методом сварки соединили один конец прокладки (40 х 40) с рельсом и металл, прилегающий к сварному шву, подвергали медленному охлаждению. Образец (80 х 80) из стали Гадфильда приварили к другому концу прокладки встык к рельсу и с помощью сжатого азота подвергли быстрому охлаждению металл из стали Гадфильда, прилегающий к сварному шву.
Все сварное соединение подвергали холодной деформации с помощью пневмомолота.
Структурный анализ сварных швов и металла в зонах сварки показал отсутствие в них мартенсита и карбидов.
Способ промышленно применим в транспортном машиностроении.
Claims (1)
- Способ соединения изделий из высокоуглеродистой стали с изделием из высокомарганцовистой аустенитной стали, например рельса с крестовиной пути, включающий последовательную сварку каждого изделия с промежуточной прокладкой из аустенитной стали, соответственно медленное охлаждение прилегающего к сварному шву металла из высокоуглеродистой стали и ускоренное охлаждение прилегающего к сварному шву металла из высокомарганцовистой аустенитной стали, отличающийся тем, что для промежуточной прокладки используют высокомарганцовистую легированную никелем сталь, а после соединения ее с изделиями осуществляют холодную деформацию всего сварного соединения.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96124666A RU2128564C1 (ru) | 1996-12-31 | 1996-12-31 | Способ соединения изделия из высокоуглеродистой стали с изделием из высокомарганцовистой аустенитной стали |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96124666A RU2128564C1 (ru) | 1996-12-31 | 1996-12-31 | Способ соединения изделия из высокоуглеродистой стали с изделием из высокомарганцовистой аустенитной стали |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU96124666A RU96124666A (ru) | 1999-03-10 |
| RU2128564C1 true RU2128564C1 (ru) | 1999-04-10 |
Family
ID=20188711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96124666A RU2128564C1 (ru) | 1996-12-31 | 1996-12-31 | Способ соединения изделия из высокоуглеродистой стали с изделием из высокомарганцовистой аустенитной стали |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2128564C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2361030C1 (ru) * | 2007-11-13 | 2009-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный технический университет | Способ сварного соединения крестовины из марганцовистой стали с рельсом из углеродистой стали |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4624406A (en) * | 1982-06-29 | 1986-11-25 | Kawasaki Steel Corporation | Overlay welding method |
| SU1625647A1 (ru) * | 1988-09-20 | 1991-02-07 | Липецкий политехнический институт | Способ восстановлени деталей |
-
1996
- 1996-12-31 RU RU96124666A patent/RU2128564C1/ru active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4624406A (en) * | 1982-06-29 | 1986-11-25 | Kawasaki Steel Corporation | Overlay welding method |
| SU1625647A1 (ru) * | 1988-09-20 | 1991-02-07 | Липецкий политехнический институт | Способ восстановлени деталей |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Пиркер Р. Сварка твердой стали с рельсовым материалом как основа конструктивных решений при производстве стрелок: Тезисы докладов концерна "Фест Альпинэ". - М., 1991. Шехтер С.Я., Резницкий А.М. Наплавка металлов. - М.: Машиностроение, 1982, с.35. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2361030C1 (ru) * | 2007-11-13 | 2009-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный технический университет | Способ сварного соединения крестовины из марганцовистой стали с рельсом из углеродистой стали |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2047471C (en) | Method for connection of railway point components consisting of cast hard manganese steel or manganese steel or manganese steel rails to a rail made from carbon steel | |
| Dahl et al. | Repair of rails on-site by welding | |
| RU2128564C1 (ru) | Способ соединения изделия из высокоуглеродистой стали с изделием из высокомарганцовистой аустенитной стали | |
| JP3105342B2 (ja) | マンガン鋼部分と他の炭素鋼部分に結合する方法およびそれによって得られる集成体 | |
| EP0260233B1 (en) | A process to connect austenitic manganese steel frogs of point to carbon or low-alloy steel rails | |
| CA3130738A1 (en) | Method for manufacturing rail, and rail | |
| RU2129938C1 (ru) | Способ соединения изделий из высокоуглеродистой стали с изделием из высокомарганцовистой аустенитной стали | |
| Errera et al. | Bolted and welded stainless steel connections | |
| Kim et al. | A study on the metallurgical and mechanical characteristics of the weld joint of X80 Steel | |
| JPH0270390A (ja) | 異材のガス圧接方法 | |
| RU2774792C1 (ru) | Способ сварного соединения крестовины из марганцовистой стали с рельсом из углеродистой стали | |
| JP2002219576A (ja) | 溶接部の疲労強度特性に優れた高強度鋼板のスポット溶接方法 | |
| RU2797491C1 (ru) | Способ сварного соединения крестовины стрелочного перевода из марганцовистой стали с рельсом из углеродистой стали | |
| Ziakhor et al. | Modern technologies of welding railway rails | |
| JP4408170B2 (ja) | 耐摩耗性に優れたレールおよびその製造方法 | |
| JP7684624B1 (ja) | 溶接レールの溶接継手部、及び溶接レールの溶接継手部の製造方法 | |
| RU96124666A (ru) | Способ соединения изделия из высокоуглеродистой стали с изделием из высокомарганцовистой аустенитной стали | |
| Watanabe et al. | Gas Metal Arc Welding of 9% Nickel Steel Using Ferritic Filler Metal Used for Building LNG Transport Tanker | |
| JP2004122153A (ja) | 高強度鋼板スポット溶接継手の疲労強度向上方法 | |
| Heisterkamp et al. | Heat affected zone properties of thick section microalloyed steels--a perspective | |
| AT389833B (de) | Verfahren zur herstellung von herzstuecken unter verwendung eines stahles x 120 mn 13 | |
| Haagensen¹ | Effect of Tungsten Inert Gas Dressing on Fatigue Performance and Hard | |
| JPS61289978A (ja) | 鋼材のサブマ−ジア−ク溶接方法 | |
| CN117403049A (zh) | 一种消除中碳低合金耐蚀钢轨气压焊接头异常组织的方法 | |
| Bartoli et al. | Manganese Steel castings: New Technology for\ilelding Frogs to Rail |