RU2280700C1 - Method of heat treatment of rails - Google Patents
Method of heat treatment of rails Download PDFInfo
- Publication number
- RU2280700C1 RU2280700C1 RU2005100064/02A RU2005100064A RU2280700C1 RU 2280700 C1 RU2280700 C1 RU 2280700C1 RU 2005100064/02 A RU2005100064/02 A RU 2005100064/02A RU 2005100064 A RU2005100064 A RU 2005100064A RU 2280700 C1 RU2280700 C1 RU 2280700C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- head
- water
- temperature
- cooled
- mpa
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам термической обработки железнодорожных рельсов.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to methods for heat treatment of railway rails.
Известен способ закалки рельсов с прокатного нагрева путем дифференцированного охлаждения элементов профиля сжатым воздухом [1]. Существенными недостатками этого способа являются ограниченная возможность получения максимальных значений твердости (НВ388) на рельсах из стали с содержанием углерода 0,71-0,82%, недостаточная глубина закаленного слоя в головке рельса.A known method of hardening rails with rolling heating by differentially cooling the profile elements with compressed air [1]. Significant disadvantages of this method are the limited ability to obtain maximum values of hardness (HB388) on rails made of steel with a carbon content of 0.71-0.82%, insufficient depth of the hardened layer in the rail head.
Известны также способы термической обработки рельсов, включающие нагрев под закалку и поверхностное охлаждение головки рельса струями воды и водовоздушной смесью [2, 3]. Недостатками данных способов являются неоднородность структуры по глубине закаленного слоя, образование недопустимых структур (верхний бейнит, мартенсит) в приповерхностном слое головки, недостаточная прямолинейность рельсов из-за неравномерного охлаждения всех элементов профиля рельса, необходимость в холодной правке.There are also known methods of heat treatment of rails, including heating for hardening and surface cooling of the rail head with jets of water and a water-air mixture [2, 3]. The disadvantages of these methods are the heterogeneity of the structure along the depth of the hardened layer, the formation of unacceptable structures (upper bainite, martensite) in the near-surface layer of the head, insufficient straightness of the rails due to uneven cooling of all elements of the rail profile, and the need for cold dressing.
Известен также способ термической обработки рельсов [3], прототип, при котором охлаждение головки производят непрерывно до 100-400°С при увеличении расхода охладителя от 1 до 50 объемов в секунду, после которого производят регулируемое охлаждение всех элементов профиля. Существенным недостатком данного способа является неоднородность микроструктуры с поверхности головки рельса, возможность образования в поверхностном слое головки недопустимых структур (верхний бейнит, мартенсит), невозможность получения максимальных значений твердости (НВ388) на расстоянии 22 мм от поверхности катания головки.There is also known a method of heat treatment of rails [3], a prototype in which cooling of the head is carried out continuously to 100-400 ° C with an increase in the flow rate of the cooler from 1 to 50 volumes per second, after which controlled cooling of all profile elements is performed. A significant drawback of this method is the heterogeneity of the microstructure from the surface of the rail head, the possibility of the formation of unacceptable structures in the surface layer of the head (upper bainite, martensite), the inability to obtain maximum hardness values (HB388) at a distance of 22 mm from the head rolling surface.
Желаемыми техническими результатами изобретения являются: повышение комплекса механических свойств, получение максимальной твердости (НВ388) на глубине до 22 мм от поверхности катания головки, а также увеличение эксплуатационной стойкости рельсов за счет получения достаточной глубины закаленного слоя с однородной сорбитной структурой.The desired technical results of the invention are: increasing the set of mechanical properties, obtaining maximum hardness (HB388) at a depth of 22 mm from the head rolling surface, as well as increasing the operational stability of rails by obtaining a sufficient depth of the hardened layer with a uniform sorbitol structure.
Для этого рельс с прокатного нагрева подстуживают до температуры 820-870°С, затем производят охлаждение в двух средах: первоначально сжатым воздухом с поверхности головки в течение 20-30 сек при расходе воздуха 3000-4000 м3/ч, температуре воздуха 10-25°С и давлении 0,55 МПа; затем производят охлаждение головки водовоздушной смесью при расходе воды 25-30 л/мин, температуре воды 10-30°С и давлении 0,3-0,4 МПа, одновременно с охлаждением головки рельса производится охлаждение подошвы водо-воздушной смесью, при температуре воды 10-30°С, расходе 6-7 л/мин и давлении 0,08-0,09 МПа.To do this, the rail from rolling heating is cooled to a temperature of 820-870 ° C, then it is cooled in two environments: initially compressed air from the surface of the head for 20-30 seconds at an air flow of 3000-4000 m 3 / h, air temperature 10-25 ° C and a pressure of 0.55 MPa; then the head is cooled with a water-air mixture at a water flow rate of 25-30 l / min, a water temperature of 10-30 ° C and a pressure of 0.3-0.4 MPa, while the rail head is cooled, the sole is cooled with a water-air mixture at water temperature 10-30 ° C, a flow rate of 6-7 l / min and a pressure of 0.08-0.09 MPa.
Охлаждение головки рельса в двух средах позволяет в первоначальный момент времени за счет подачи сжатого воздуха в течение 20-30 сек охладить поверхность головки до температуры 600-550°С, обеспечив образование сорбита с пластинчатой формой карбидной фазы, благодаря этому полностью исключается возможность образования в приповерхностных слоях головки недопустимых структур верхнего бейнита и мартенсита. Причем увеличение времени охлаждения сжатым воздухом (более 30 сек) приводит к резкому снижению твердости на поверхности катания, а при уменьшении времени охлаждения (менее 20 сек) возрастает вероятность образования мартенсита и бейнита. Последующее применение водовоздушной смеси с постоянным расходом воды способствует увеличению глубины и твердости закаленного слоя головки до требуемых пределов. Охлаждение подошвы рельса водовоздушной смесью производится для обеспечения его прямолинейности. При этом содержание воды в смеси, подаваемой на подошву, должно быть в четыре раза меньше, чем на головку.The cooling of the rail head in two environments allows at the initial time by cooling the head surface to a temperature of 600-550 ° C for 20-30 seconds, ensuring the formation of sorbitol with a lamellar form of the carbide phase, which completely eliminates the possibility of formation in the surface layers of the head of unacceptable structures of upper bainite and martensite. Moreover, an increase in the cooling time with compressed air (more than 30 seconds) leads to a sharp decrease in hardness on the rolling surface, and with a decrease in cooling time (less than 20 seconds), the likelihood of the formation of martensite and bainite increases. The subsequent use of a water-air mixture with a constant flow rate of water helps to increase the depth and hardness of the hardened layer of the head to the required limits. The cooling of the rail sole with a water-air mixture is carried out to ensure its straightness. In this case, the water content in the mixture supplied to the sole should be four times less than on the head.
Заявляемые пределы подобраны экспериментальным путем исходя из требований к микроструктуре, прямолинейности, механическим свойствам и твердости углеродистой стали.The claimed limits are selected experimentally based on the requirements for microstructure, straightness, mechanical properties and hardness of carbon steel.
Способ был реализован в полупромышленных условиях на полнопрофильных пробах длиной 1500 мм, отобранных от рельса типа Р65, изготовленного из стали марки НЭ76Ф. Нагретые до температуры 820-870°С, пробы закаливали в охлаждающем устройстве, представляющем собой две секции, состоящие из восьми ресиверов, два из которых расположены над поверхностью катания, четыре - со стороны боковых поверхностей головки, два - под подошвой рельсовой пробы. Ресиверы имеют решетки, образованные рядами отверстий диаметром 1,5 мм и расположенные на фиксированном расстоянии (50 мм) от поверхности рельса. После термообработки исследовали микроструктуру закаленного металла, а также определяли механические свойства и твердость.The method was implemented in semi-industrial conditions on full-profile samples 1500 mm long, taken from a rail of type P65 made of steel grade NE76F. Heated to a temperature of 820-870 ° C, the samples were quenched in a cooling device, which consists of two sections, consisting of eight receivers, two of which are located above the rolling surface, four from the side of the side surfaces of the head, and two under the sole of the rail sample. The receivers have gratings formed by rows of holes with a diameter of 1.5 mm and located at a fixed distance (50 mm) from the rail surface. After heat treatment, the microstructure of the hardened metal was investigated, and the mechanical properties and hardness were determined.
Технологические параметры термообработки рельсовых проб приведены в таблице 1. Результаты механических испытаний и исследований микроструктуры в таблице 2.The technological parameters of the heat treatment of rail samples are shown in table 1. The results of mechanical tests and studies of the microstructure in table 2.
Предлагаемый способ термической обработки позволил повысить комплекс механических свойств, твердость стали, а также увеличить эксплуатационную стойкость рельсов за счет получения однородной сорбитной структуры и увеличения глубины закаленного слоя.The proposed method of heat treatment made it possible to increase the complex of mechanical properties, the hardness of steel, and also to increase the operational stability of the rails by obtaining a uniform sorbitol structure and increasing the depth of the hardened layer.
Источники информацииInformation sources
1. В.В.Поляков, А.В.Великанов. Основы технологии производства железнодорожных рельсов - М.: Металлургия, 1990. 416 с.1. V.V. Polyakov, A.V. Velikanov. Fundamentals of technology for the production of railway rails - M .: Metallurgy, 1990. 416 p.
2. А.С. СССР № 518970, кл C 21 D 9/04.2. A.S. USSR No. 518970, class C 21 D 9/04.
3. А.С. СССР № 350843, кл C 21 D 9/04.3. A.S. USSR No. 350843, class C 21 D 9/04.
4. А.С. СССР № 522751, кл C 21 D 9/04.4. A.S. USSR No. 522751, class C 21 D 9/04.
Технологические параметры термообработки рельсовой пробы на охлаждающей установке, состоящей из двух секций (длина 1500 мм)Table 1.
Technological parameters of heat treatment of a rail sample in a cooling unit consisting of two sections (length 1500 mm)
Результаты физико-механических испытаний и исследований микроструктурыTable 2.
Results of physical and mechanical tests and microstructure studies
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005100064/02A RU2280700C1 (en) | 2005-01-11 | 2005-01-11 | Method of heat treatment of rails |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005100064/02A RU2280700C1 (en) | 2005-01-11 | 2005-01-11 | Method of heat treatment of rails |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2280700C1 true RU2280700C1 (en) | 2006-07-27 |
Family
ID=37057836
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005100064/02A RU2280700C1 (en) | 2005-01-11 | 2005-01-11 | Method of heat treatment of rails |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2280700C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012064223A1 (en) | 2010-11-11 | 2012-05-18 | Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Томская Электронная Компания" | Method and device for heat treating rails |
RU2780617C1 (en) * | 2019-03-15 | 2022-09-28 | Ниппон Стил Корпорейшн | Rail |
-
2005
- 2005-01-11 RU RU2005100064/02A patent/RU2280700C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012064223A1 (en) | 2010-11-11 | 2012-05-18 | Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Томская Электронная Компания" | Method and device for heat treating rails |
RU2456352C1 (en) * | 2010-11-11 | 2012-07-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Томская Электронная Компания" | Procedure and device for thermal treatment of rails |
RU2780617C1 (en) * | 2019-03-15 | 2022-09-28 | Ниппон Стил Корпорейшн | Rail |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106756755B (en) | The carburization quenching method of large excavator gear | |
ATE487803T1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR THE HEAT TREATMENT OF STEEL RAILS | |
DE602005015199D1 (en) | METHOD FOR PRODUCING RAILS OF CARBON STEEL WITH EXCELLENT WEAR RESISTANCE AND DUCTILITY | |
RU2007115807A (en) | METHOD FOR THERMAL TREATMENT OF A CONSTRUCTIVE ELEMENT FROM PANELED HEAT-RESISTANT STEEL AND A CONSTRUCTION ELEMENT FROM PUNCHED HEAT-RESISTANT STEEL | |
CN102337385A (en) | Multi-cycle quenching-partitioning-tempering (M Q-P-T) technique | |
JP2015532946A (en) | Method for producing bainite-based rail steel, track element, and apparatus for carrying out this method | |
RU2280700C1 (en) | Method of heat treatment of rails | |
RU2272080C2 (en) | Method of the thermal treatment of the rails | |
Kulka et al. | Laser surface modification of carburized and borocarburized 15CrNi6 steel | |
CN104213070B (en) | Sewing machine gear wheel carburization layer control technique | |
CN103820624B (en) | Salt-bath furnace quenching method for teeth of chain wheel | |
CN104928443B (en) | Quenching method of die and manufacture method of die | |
CN110004272A (en) | Steel heat treatment method and system | |
RU2487177C2 (en) | Method and installation for thermal treatment of rails | |
RU2283353C1 (en) | Method of heat treatment of rails | |
CN115109899A (en) | Heat treatment process of low-carbon alloy steel material | |
CN1247802C (en) | Method for heat treatment of train wheel with improved turning ability | |
Kobasko | Quench process optimization for receiving super strong materials | |
CN105734408A (en) | High-strength toughness carburized and air-cooled steel for tunneling tool and production method thereof | |
RU2081191C1 (en) | Method of heat treatment of articles | |
RU2353672C1 (en) | Method of thermal strengthening of railway wheels | |
RU2755713C1 (en) | Apparatus and method for heat treatment of a long-length product with an l-shaped profile with a sole, neck, head | |
SU1082843A1 (en) | Method for heat treatment of rails | |
RU2128233C1 (en) | Process of thermal improvement of rolls | |
RU2340683C2 (en) | Manufacturing method of pumping rod |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130112 |