RU2129938C1 - Способ соединения изделий из высокоуглеродистой стали с изделием из высокомарганцовистой аустенитной стали - Google Patents
Способ соединения изделий из высокоуглеродистой стали с изделием из высокомарганцовистой аустенитной стали Download PDFInfo
- Publication number
- RU2129938C1 RU2129938C1 RU98109026A RU98109026A RU2129938C1 RU 2129938 C1 RU2129938 C1 RU 2129938C1 RU 98109026 A RU98109026 A RU 98109026A RU 98109026 A RU98109026 A RU 98109026A RU 2129938 C1 RU2129938 C1 RU 2129938C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- carbon
- manganese
- product
- article
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к выполнению соединений двух изделий из стали различного химического состава методом сварки, преимущественно рельса, изготовленного из высокоуглеродистой стали и железнодорожной крестовины. Задачей изобретения является упрощение процесса, повышение производительности и надежности. Способ соединения изделий из высокоуглеродистой стали с изделием из высокомарганцовистой аустенитной стали включает их стыковую сварку с последующим охлаждением сварного шва и прилегающего к нему металла каждого изделия, причем для изделия из аустенитной стали используют сталь следующего химического состава, в мас.% углерод 0,80-2,10, марганец 16,00-30,00, кремний 0,10-1,0, никель 1,00 - 7,00, железо - остальное, а охлаждение сварного шва и прилегающего к нему металла каждого изделия производят одновременно и в одинаковых условиях. 1 табл.
Description
Изобретение относится к выполнению соединений двух изделий из стали различного химического состава методом сварки, преимущественно рельса, изготовленного из высокоуглеродистой стали, и железнодорожной крестовины.
Известен способ соединения изделий из высокоуглеродистой стали с изделием из высокомарганцовистой стали, преимущественно рельса с крестовиной пути, включающий использование крестовины из стали следующего химического состава, мас.%.
Углерод - 1,0 - 1,35
Марганец - 11,50 - 15,50
Кремний - 0,3 - 0,9
Железо и неизбежные примеси - Остальное
и крепление ее к рельсу с использованием болтового соединения через промежуточную пластину (Симон А. А., Путря Н.Н., Елсаков Н.Н, Современные стрелочные переводы. "Транспорт". М., 1977, с. 97).
Марганец - 11,50 - 15,50
Кремний - 0,3 - 0,9
Железо и неизбежные примеси - Остальное
и крепление ее к рельсу с использованием болтового соединения через промежуточную пластину (Симон А. А., Путря Н.Н., Елсаков Н.Н, Современные стрелочные переводы. "Транспорт". М., 1977, с. 97).
В процессе эксплуатации интенсивному износу подвергается лишь незначительная часть крестовины (острие и усовая часть), однако из пути изымается все изделие и устанавливается новое.
Поэтому такое соединение рельса и крестовин влечет за собой низкий коэффициент полезного использования более дорогой по сравнению с рельсовой высокомарганцовистой аустенитной стали.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является способ соединения изделия из высокоуглеродистой стали с изделием из высокомарганцовистой аустенитной стали, преимущественно рельса с крестовиной пути, включающий их стыковую сварку с последующим охлаждением сварного шва и прилегающего к нему металла каждого изделия. При реализации этого способа используют промежуточную прокладку из нержавеющей стали, которую последовательно сваривают с изделиями из вышеназванных сталей. При этом после сварки изделия из высокомагранцовистой 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 охлаждают медленно [Европейский патент ЕПВ N 0467881, МКИ C 21 D 9/04, B 23 K 35/00 опубл. 22.01.92].
Такое охлаждение должно исключить в первом случае образование в прилегающем к сварному шву металла железомарганцовых карбидов, а во втором случае в прилегающем к сварному шву металле - мартенситной структуры.
Использование такого способа соединения крестовины и рельса позволяет уменьшить вес марганцовистой части, что не может быть достигнуто при болтовом соединении, поскольку отверстия приходится выполнять в более слабом сечении.
Однако использование при сварке промежуточной прокладки из нержавеющей стали не позволяет полностью исключить образование хрупкой мартенситной структуры в зоне термического влияния, что снижает надежность соединения в условиях деформации. Для уменьшения этого нежелательного эффекта прокладку из нержавеющей стали выполняют удлиненной, что позволяет снизить скорость охлаждения. Из-за плохой наклепываемости прокладка из нержавеющей стали быстро изнашивается, сокращая надежность всего соединения.
Второй причиной ослабления надежности является снижение стабильности хромоникелевого аустенита при деформации в процессе эксплуатации.
Кроме того, сам процесс стыковой сварки остается сложным и трудоемким из-за наличия двух стыков и необходимости осуществлять охлаждение каждого из них по разным режимам.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа соединения изделий из высокоуглеродистой стали с изделием из высокомарганцовистой аустенитной стали, преимущественно рельса с крестовиной пути, исключающего в процессе стыковой сварки использование промежуточной прокладки, недопускающего образования мартенсита в структуре прилегающего к сварному шву углеродистого металла, тем самым упрощающего процесс, делающего его более производительным, а сварное соединение более надежным.
Поставленная задача решается тем, что в способе соединения изделий из высокоуглеродистой стали с изделием из высокомарганцовистой аустенитной стали, преимущественно рельса с крестовиной пути, включающем их стыковую сварку с последующим охлаждением сварного шва и прилегающего к нему металла каждого изделия, согласно изобретению, для изделия из аустенитной высокомарганцовистой стали используют сталь следующего химического состава, мас.%:
Углерод - 0,80 - 2,10
Марганец - 16,00 - 30,00
Кремний - 0,10 - 1,00
Никель - 1,00 - 7,00
Железо - Остальное
а охлаждение сварного шва и прилегающего к нему металла каждого изделия производят одновременно и в одинаковых условиях.
Углерод - 0,80 - 2,10
Марганец - 16,00 - 30,00
Кремний - 0,10 - 1,00
Никель - 1,00 - 7,00
Железо - Остальное
а охлаждение сварного шва и прилегающего к нему металла каждого изделия производят одновременно и в одинаковых условиях.
Технический результат такого решения задачи заключается в том, что при стыковой сварке вышеуказанных изделий исключается применение (использование) промежуточной прокладки из нержавеющей стали, что упрощает процесс. Как показали исследования, вторым техническим результатом является то, что использование в качестве высокомарганцовистой стали для одного из свариваемых изделий стали приведенного состава практически исключает как выпадение карбидов со стороны аустенитной стали, так и образование мартенситной структуры со стороны высокоуглеродистой стали.
Это объясняется более высокой стабильностью высокомарганцовистого аустенита данного состава по сравнению с хромоникелевым аустенитом благодаря наличию в первом случае повышенных концентраций углерода и марганца, а также присутствию в его составе никеля.
Задачу повышения уровня стабилизации аустенита желательно решать при непременном условии обеспечения сохранения углерода в твердом растворе.
Для выполнения этого условия в стали существенно повышено содержание марганца, поскольку последний увеличивает растворимость углерода и предотвращает его выпадение из твердого раствора.
Для более надежного исключения выпадения углерода из твердого раствора в виде вредных карбидов в состав стали введен никель, который расширяет область аустенита и повышает его стабильность.
Верхний предел содержания марганца в стали определяется тем, что его присутствие в количестве более 30% не приводит к дальнейшему существенному улучшению эксплуатационных характеристик, но в то же время повышает стоимость готовой продукции.
При содержании марганца менее 16% не обеспечивается полное растворение повышенного содержания углерода в твердом растворе.
Что касается углерода, то его содержание в стали более 2,1% не гарантирует нахождения его в твердом растворе, т.е. соблюдения условия, при котором исключается образование карбидов даже при содержании марганца на верхнем пределе.
При содержании углерода менее 0,8% не обеспечивается необходимая стабильность аустенита.
Верхний предел содержания никеля объясняется тем, что ввод его в сталь в количестве выше 7% не обеспечивает более высокого эффекта и удорожает сталь.
Нижний предел выбран из соображений необходимого расширения области аустенита и достаточной его стабильности при эксплуатационной деформации.
Для проверки обоснованности соображений о возможности резкого повышения стабильности аустенита в промышленных условиях были выплавлены стали предлагаемого состава и по прототипу.
Исследования образцов этих сталей дали средние результаты, приведенные в таблице.
Таким образом, при росте прочностных и пластических характеристик стали порог ее хладостойкости за счет повышения стабильности аустенита снижается до значения ниже -196oC против -60oC по прототипу, что свидетельствует о высокой стабильности аустенита металла в исходном состоянии и возможности гарантированного сохранения стабильного состояния при эксплуатационной деформации.
В результате резкого повышения стабильности марганцовистого аустенита практически устраняется хрупкость сварного шва и тем самым увеличивается надежность и срок службы изделия, что гарантирует безаварийную его эксплуатацию.
В производственных условиях для опробования способа были изготовлены образцы заготовки из высокомарганцовистой аустенитной стали размером 30 х 80 мм следующего химического состава, мас.%:
Углерод - 1,50
Марганец - 24,00
Кремний - 0,30
Никель - 3,00
Железо - Остальное
имитирующие марганцовистую часть крестовины железнодорожного пути.
Углерод - 1,50
Марганец - 24,00
Кремний - 0,30
Никель - 3,00
Железо - Остальное
имитирующие марганцовистую часть крестовины железнодорожного пути.
Одновременно были отлиты образцы такого же размера из стали с содержанием углерода 0,75%, что соответствует составу рельсовой стали.
Произвели их стыковую сварку, охлаждение сварного шва и прилегающего к нему металла каждого изделия провели одновременно и в одинаковых условиях, а именно на воздухе. Исследовали структуру металла, прилегающего к сварному шву, и непосредственно самого шва.
Анализ показал полное отсутствие в них мартенсита и карбида. Переходный слой практически отсутствовал. Подтверждением высокой стабильности аустенита и пластичности стыкового соединения явились результаты изгиба стыкосварного соединения вокруг оправки диаметром 40 мм на угол 150o без трещин и надрывы металла.
Способ промышленно применим в транспортном и горном машиностроении.
Claims (1)
- Способ соединения изделий из высокоуглеродистой стали с изделием из высокомарганцовистой аустенитной стали, преимущественно рельса с крестовиной пути, включающий их стыковую сварку с последующим охлаждением сварного шва и прилегающего к нему металла каждого изделия, отличающийся тем, что для изделия из аустенитной стали используют сталь следующего химического состава, мас.%:
Углерод - 0,80 - 2,10
Марганец - 16,00 - 30,00
Кремний - 0,10 - 1,00
Никель - 1,00 - 7,00
Железо - Остальное
а охлаждение сварного шва и прилегающего к нему металла каждого изделия производят одновременно и в одинаковых условиях.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98109026A RU2129938C1 (ru) | 1998-05-20 | 1998-05-20 | Способ соединения изделий из высокоуглеродистой стали с изделием из высокомарганцовистой аустенитной стали |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98109026A RU2129938C1 (ru) | 1998-05-20 | 1998-05-20 | Способ соединения изделий из высокоуглеродистой стали с изделием из высокомарганцовистой аустенитной стали |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2129938C1 true RU2129938C1 (ru) | 1999-05-10 |
Family
ID=20205877
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98109026A RU2129938C1 (ru) | 1998-05-20 | 1998-05-20 | Способ соединения изделий из высокоуглеродистой стали с изделием из высокомарганцовистой аустенитной стали |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2129938C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2450063C2 (ru) * | 2007-10-05 | 2012-05-10 | Фае Айзенбанзюстеме Гмбх | Промежуточная деталь для соединения фасонного тела из марганцовистой стали с углеродистой сталью, а также способ соединения отливок из марганцовистой аустенитной стали со стандартными рельсами |
-
1998
- 1998-05-20 RU RU98109026A patent/RU2129938C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ГОСТ 7370-86. Крестовины железнодорожных типов Р 75, Р 65 и Р 50.// Технические условия, изд.офиц. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2450063C2 (ru) * | 2007-10-05 | 2012-05-10 | Фае Айзенбанзюстеме Гмбх | Промежуточная деталь для соединения фасонного тела из марганцовистой стали с углеродистой сталью, а также способ соединения отливок из марганцовистой аустенитной стали со стандартными рельсами |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU1819305C (ru) | Способ соединени деталей стрелки | |
AU2016200056B2 (en) | High-Strength and Highly Fatigue-Resistant Steel Rail and Production Method Thereof | |
JPS6323244B2 (ru) | ||
CN101652492A (zh) | 具有耐低温龟裂性优异的焊接金属的高强度焊接钢管及其制造方法 | |
US11235415B2 (en) | Fillet welded joint and method of manufacturing thereof | |
CN113621881B (zh) | 一种提高中碳钢钢轨焊接接头低温韧性的方法 | |
US11505841B2 (en) | High-strength steel product and method of manufacturing the same | |
CN108950158B (zh) | 共析钢轨与过共析钢轨焊接接头热处理方法 | |
US20230193438A1 (en) | Welded rail | |
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 | |
RU2129938C1 (ru) | Способ соединения изделий из высокоуглеродистой стали с изделием из высокомарганцовистой аустенитной стали | |
AU2021215140A1 (en) | POST-WELD HEAT TREATMENT METHOD FOR 1,300MPa-LEVEL LOW-ALLOY HEAT TREATED STEEL RAIL | |
EP0260233B1 (en) | A process to connect austenitic manganese steel frogs of point to carbon or low-alloy steel rails | |
AU2023216810A1 (en) | A method for increasing bonding strength of flash butt welding joint of rail | |
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 | |
RU2128564C1 (ru) | Способ соединения изделия из высокоуглеродистой стали с изделием из высокомарганцовистой аустенитной стали | |
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 | |
CN112063825B (zh) | 一种1100MPa级低合金热处理钢轨焊后热处理方法 | |
JPH1192867A (ja) | 耐摩耗性、溶接性に優れた低偏析性パーライト系レールおよびその製造法 | |
JPS5925022B2 (ja) | 溶接性に優れた耐磨耗性高張力鋼 | |
AU726598B2 (en) | Method for connection of railway point components to a rail | |
JPH0454557B2 (ru) | ||
JP3783356B2 (ja) | 高強度耐hicラインパイプ用鋼板の製造法 | |
CN117161530A (zh) | 一种60n 390hb级别高硬度钢轨接头的固定闪光焊接方法 | |
CN116551178A (zh) | 一种适用于1500MPa级无镀层热成形钢激光填丝焊接方法 |