RU2368693C2 - Колесная сталь - Google Patents
Колесная сталь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2368693C2 RU2368693C2 RU2007107740/02A RU2007107740A RU2368693C2 RU 2368693 C2 RU2368693 C2 RU 2368693C2 RU 2007107740/02 A RU2007107740/02 A RU 2007107740/02A RU 2007107740 A RU2007107740 A RU 2007107740A RU 2368693 C2 RU2368693 C2 RU 2368693C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- vanadium
- nitrogen
- manganese
- silicon
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к стали для изготовления железнодорожных колес. Сталь содержит углерод, кремний, марганец, ванадий, медь, хром, никель, кальций, азот, железо и примеси серы, фосфора, алюминия, кислорода и водорода при следующем соотношении компонентов в мас.%: углерод 0,60-0,78, кремний 0,27-0,35, марганец 0,80-0,95, ванадий 0,07-0,12, хром 0,05-0,30, никель 0,03-0,30, медь 0,03-0,30, азот 0,012-0,020, кальций от более 0,005 до 0,008, сера не более 0,020, фосфор не более 0,020, алюминий не более 0,005, кислород не более 0,0025, водород не более 0,0002, железо - остальное. Повышаются механические свойства и твердость стали, а также увеличивается эксплуатационная стойкость железнодорожных колес. 2 табл.
Description
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к стали, используемой для изготовления железнодорожных колес.
Известна колесная сталь [1], содержащая (в мас.%):
углерод | 0,35-0,70 |
кремний | 0,2-0,6 |
марганец | 0,5-1,2 |
ванадий | 0,08-0,2 |
медь | 0,3-0,5 |
железо | - остальное |
Существенными недостатками данной колесной стали являются низкие механические свойства и твердость, а также низкая эксплуатационная стойкость железнодорожных колес.
Известна выбранная в качестве прототипа колесная сталь [2], содержащая (в мас.%):
углерод | 0,4-0,77 |
кремний | 0,25-0,60 |
марганец | 0,4-1,2 |
ванадий | ≤0,1 |
хром | ≤0,35 |
никель | ≤0,35 |
медь | ≤0,35 |
азот | 0,0015-0,015 |
кальций | ≤0,005 |
сера | ≤0,030 |
фосфор | ≤0,030 |
алюминий | 0,003-0,06 |
кислород | 0,0005-0,003 |
водород | ≤0,00025 |
железо | - остальное |
Недостатком данной стали является недостаточный уровень механических характеристик колес из-за пониженного содержания кальция.
Желаемыми техническими результатами изобретения являются: повышение механических свойств и твердости стали, а также увеличение эксплуатационной стойкости железнодорожных колес.
Для достижения этого колесная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, ванадий, хром, никель, медь, азот, кальций, железо и примеси серы, фосфора, алюминия, кислорода и водорода, отличается тем, что она содержит компоненты при следующем соотношении (в мас.%):
углерод | 0,60-0,78 |
кремний | 0,27-0,35 |
марганец | 0,80-0,95 |
ванадий | 0,07-0,12 |
хром | 0,05-0,30 |
никель | 0,03-0,30 |
медь | 0,03-0,30 |
азот | 0,012-0,020 |
кальций | от более 0,005 до 0,008 |
сера | не более 0,020 |
фосфор | не более 0,020 |
алюминий | не более 0,005 |
кислород | не более 0,0025 |
водород | не более 0,0002 |
железо | - остальное |
Заявляемый химический состав стали подобран исходя из следующих предпосылок.
Содержание углерода выбрано исходя из обеспечения повышения твердости и контактной прочности стали. При концентрации его в стали менее 0,60% в структуре уменьшается количество высокодисперсной карбидной фазы пластинчатой формы и увеличивается доля зернограничного феррита, что приводит к снижению контактной прочности железнодорожных колес, а при увеличении концентрации углерода более 0,78% повышается склонность их к хрупким разрушениям и образованию термомеханических повреждений.
Соотношение марганца выбрано исходя из того, что при содержании марганца до 0,95% увеличивается прокаливаемость и обеспечивается повышение пределов прочности и текучести стали. При содержании марганца менее 0,80% не достигается требуемая прокаливаемость и твердость стали.
Кремний в заявляемых пределах обеспечивает повышение ударной вязкости и хладостойкости стали. При концентрации кремния менее 0,27% не достигается повышения указанных характеристик. При содержании кремния более 0,35% значительно снижается пластичность и вязкость феррита, что увеличивает склонность стали к трещинообразованию.
При содержании хрома от 0,05 до 0,30% увеличивается прокаливаемость стали, и при выбранном режиме термообработки обеспечивается высокодисперсная структура пластинчатого перлита без образования нежелательных закалочных структур (бейнита и мартенсита). При содержании хрома менее 0,05 % наблюдается уменьшение прокаливаемости стали, и следовательно, снижение твердости по глубине обода железнодорожного колеса. При содержании хрома выше установленных пределов возрастают вероятность образования нежелательных закалочных структур и высоких остаточных напряжений, и, как следствие, больше опасность хрупких разрушений.
Установленный предел концентрации никеля (0,03-0,30%) придает стали прочность, высокую пластичность и ударную вязкость. Содержание никеля более 0,30 % нецелесообразно из экономических соображений.
Содержание меди в заявляемых пределах обеспечивает повышение предела временного сопротивления разрыву и относительного удлинения без снижения ударной вязкости, при увеличении концентрации меди более 0,30% резко уменьшаются значения ударной вязкости стали.
Содержание алюминия (менее 0,005%) выбрано исходя из исключения образования недопустимых строчечных включений глинозема, увеличивающих склонность железнодорожных колес к образованию контактно-усталостных трещин и выщерблин при эксплуатации.
Совместное введение в сталь карбонитридообразующих элементов - ванадия и азота предусмотрено для стабилизации зерна аустенита при нагреве под закалку, что позволит уменьшить устойчивость переохлажденного аустенита, предотвратив тем самым распад его на продукты бейнитного и мартенситного превращений. Исходя из этого установлено оптимальное содержание ванадия 0,07-0,12% и азота 0,012-0,020%. При меньших концентрациях ванадия и азота не обеспечивается требуемое измельчение аустенитного зерна. Верхний предел концентрации ванадия выбран исходя из экономических соображений. При повышении азота более 0,020% возможны случаи возникновения пятнистой ликвации и образованию пузырей в стали в результате «азотного кипения».
Содержание кальция выбрано исходя из обеспечения требуемой концентрации кислорода в стали, при концентрации до 0,005% не обеспечивается требуемая концентрация кислорода, а при увеличении более 0,008% возрастает загрязненность стали неметаллическими включениями.
Ограничение содержания серы, фосфора, кислорода и водорода выбрано исходя из обеспечения качества поверхности и эксплуатационной стойкости железнодорожных колес.
Серия опытных плавок с заявляемым химическим составом была выплавлена в 160-тонных кислородных конвертерах. Химический состав приведен в таблице 1. После разливки стали на МНЛЗ осуществляли прокатку и термообработку железнодорожных колес. Термическая обработка включала нагрев колес в кольцевой печи до температуры 820-850°С, прерывистое охлаждение водой поверхности ободьев колес и последующий отпуск при температуре 450°С. Результаты испытаний приведены в таблице 2. Таким образом, заявляемый химический состав обеспечивает повышение механических свойств, твердости и износостойкости железнодорожных колес.
Список источников информации
1. А.с. СССР №451785, С22С 39/00.
2. US 6663727 B2, C22С 38/40.
Claims (1)
- Колесная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, ванадий, хром, никель, медь, азот, кальций, железо и примеси серы, фосфора, алюминия, кислорода и водорода, отличающаяся тем, что она содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:
углерод 0,60-0,78 кремний 0,27-0,35 марганец 0,80-0,95 ванадий 0,07-0,12 хром 0,05-0,30 никель 0,03-0,30 медь 0,03-0,30 азот 0,012-0,020 кальций от более 0,005 до 0,008 сера не более 0,020 фосфор не более 0,020 алюминий не более 0,005 кислород не более 0,0025 водород не более 0,0002 железо остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007107740/02A RU2368693C2 (ru) | 2007-03-01 | 2007-03-01 | Колесная сталь |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007107740/02A RU2368693C2 (ru) | 2007-03-01 | 2007-03-01 | Колесная сталь |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007107740A RU2007107740A (ru) | 2008-09-10 |
RU2368693C2 true RU2368693C2 (ru) | 2009-09-27 |
Family
ID=39866500
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007107740/02A RU2368693C2 (ru) | 2007-03-01 | 2007-03-01 | Колесная сталь |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2368693C2 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2618033C1 (ru) * | 2016-05-19 | 2017-05-02 | РЕЙЛ 1520 АйПи ЛТД | Сталь для изготовления железнодорожных колёс |
RU2624583C1 (ru) * | 2016-08-12 | 2017-07-04 | Акционерное общество "Выксунский металлургический завод" | Дисперсионно-твердеющая перлитная колесная сталь |
RU2704755C2 (ru) * | 2010-11-18 | 2019-10-30 | Ниппон Стил Корпорейшн | Сталь для колеса |
CN112501514A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-16 | 日照钢铁控股集团有限公司 | 一种高表面质量490MPa级厚规格车轮钢及其制造方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102134686B (zh) * | 2011-02-25 | 2012-12-05 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 铁路货车用低合金车轮钢及其车轮制备方法 |
-
2007
- 2007-03-01 RU RU2007107740/02A patent/RU2368693C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
СОРОКИН В.Г. Стали и сплавы. Марочник. - М.: "Интермет инжиниринг", 2001, с.77-78. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2704755C2 (ru) * | 2010-11-18 | 2019-10-30 | Ниппон Стил Корпорейшн | Сталь для колеса |
RU2618033C1 (ru) * | 2016-05-19 | 2017-05-02 | РЕЙЛ 1520 АйПи ЛТД | Сталь для изготовления железнодорожных колёс |
RU2624583C1 (ru) * | 2016-08-12 | 2017-07-04 | Акционерное общество "Выксунский металлургический завод" | Дисперсионно-твердеющая перлитная колесная сталь |
CN112501514A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-16 | 日照钢铁控股集团有限公司 | 一种高表面质量490MPa级厚规格车轮钢及其制造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007107740A (ru) | 2008-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2948297C (en) | Railway vehicle wheel and method for manufacturing railway vehicle wheel | |
RU2368693C2 (ru) | Колесная сталь | |
AU2016210110A1 (en) | Rail | |
RU2703008C1 (ru) | Способ производства листов из криогенной конструкционной стали | |
RU2583229C9 (ru) | Способ производства сверхвысокопрочной листовой стали | |
RU2349675C2 (ru) | Колесная сталь | |
RU2625861C1 (ru) | Способ производства листовой стали с высокой износостойкостью | |
RU2601847C1 (ru) | Способ изготовления рельсов низкотемпературной надежности | |
RU2295587C1 (ru) | Рельсовая сталь | |
RU2365667C1 (ru) | Рельсовая сталь | |
RU2603404C1 (ru) | Способ производства высокотвердого износостойкого листового проката | |
RU2606825C1 (ru) | Высокопрочная износостойкая сталь для сельскохозяйственных машин (варианты) | |
RU2259416C2 (ru) | Рельсовая сталь | |
RU2674797C1 (ru) | Способ производства высокопрочного хладостойкого листового проката из низколегированной стали | |
RU2629420C1 (ru) | Способ производства высокопрочного проката повышенной хладостойкости | |
RU2750299C2 (ru) | Способ термической обработки отливки из высокопрочной износостойкой стали (варианты) | |
JP2015212414A (ja) | 冷間鍛造部品用鋼 | |
RU2241779C1 (ru) | Рельсовая сталь | |
RU2365666C1 (ru) | Рельсовая сталь | |
RU2792917C1 (ru) | Способ производства листового проката из хладостойкой стали | |
RU2806645C1 (ru) | Способ производства высокопрочного хладостойкого листового проката | |
RU2541255C1 (ru) | Конструкционная легированная сталь с повышенной прочностью и способ термоупрочнения горячекатаного проката | |
RU2421538C1 (ru) | Высокопрочная немагнитная коррозионно-стойкая сталь | |
RU2809017C1 (ru) | Способ производства хладостойкого листового проката с твердостью 450-570 HBW | |
KR101461731B1 (ko) | 질화처리용 보론 첨가 고탄소강, 그의 질화처리 방법 및 질화처리된 보론 첨가 고탄소강 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110302 |