RU2512695C1 - Method for producing elastic terminal for rail attachment, and elastic terminal - Google Patents

Method for producing elastic terminal for rail attachment, and elastic terminal Download PDF

Info

Publication number
RU2512695C1
RU2512695C1 RU2012156488/02A RU2012156488A RU2512695C1 RU 2512695 C1 RU2512695 C1 RU 2512695C1 RU 2012156488/02 A RU2012156488/02 A RU 2012156488/02A RU 2012156488 A RU2012156488 A RU 2012156488A RU 2512695 C1 RU2512695 C1 RU 2512695C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steel
terminal
tempering
core
elastic terminal
Prior art date
Application number
RU2012156488/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Николаевич Аксенов
Андрей Юрьевич Богачев
Владимир Михайлович Федин
Сергей Петрович Вакуленко
Дмитрий Петрович Тихонов
Александр Васильевич Дьяков
Андрей Дмитриевич Прокофьев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Мультимодальный центр МИИТ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Мультимодальный центр МИИТ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Мультимодальный центр МИИТ"
Priority to RU2012156488/02A priority Critical patent/RU2512695C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2512695C1 publication Critical patent/RU2512695C1/en

Links

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: hot-rolled rod with diameter of 13-17 mm is made from steel containing the following, wt %: carbon 0.50-0.65, silicon 0.05-0.20, manganese 0.07-0.15, aluminium 0.02-0.09, nitrogen 0.004-0.016, titanium 0.025-0.10, niobium 0.010-0.035, chrome 0.05-0.10, nickel 0.05-0.10, copper 0.15-0.20, iron and inevitable impurities are the rest; a B-shaped terminal is made from the rod, heated up to 850-920°C, then cooled with a fast water flow during 6-8 seconds and annealing is performed at 180°C during 2 hours so that annealing martensite structures are provided in the surface layer of the terminal, and troostosorbite is provided in the core.
EFFECT: providing stability of mechanical properties of elastic terminals, relaxation stability and cyclic durability.
2 cl, 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области машиностроения и металлургии, в частности к изготовлению пружинного изделия в виде упругой клеммы верхнего строения пути, подверженных высоким нагрузкам в эксплуатации.The invention relates to the field of engineering and metallurgy, in particular to the manufacture of a spring product in the form of an elastic terminal of the upper structure of the track, subject to high loads in operation.

Известен способ изготовления упругой клеммы из стали для рельсового скрепления, включающий формообразование клеммы из прутка и термическую обработку (см. RU 2227812 С2, C21D 9/02, 27.04.2004) [1].A known method of manufacturing an elastic terminal made of steel for rail fastening, including the shaping of the terminal from the bar and heat treatment (see RU 2227812 C2, C21D 9/02, 04/27/2004) [1].

Известна упругая клемма рельсового скрепления, выполненная из стального прутка, содержащая петлеобразную среднюю часть, два промежуточных участка, расположенных по обе стороны от нее, две петли опирающиеся на верхнюю часть подошвы рельса (RU 2189417 С2, Е01В 9/48, 20.09.2002) [2].Known elastic rail fastening terminal made of a steel bar containing a loop-shaped middle part, two intermediate sections located on both sides of it, two loops resting on the upper part of the rail sole (RU 2189417 C2, ЕВВ 9/48, 09/20/2002) [ 2].

Известна упругая клемма рельсового скрепления, выполненная из стального прутка с образованием В-образной формы в плоскости клеммы (RU 2252287 С2, Е01В 9/00, 20.05.2005) [3].Known elastic rail fastening terminal made of steel bar with the formation of a B-shaped in the plane of the terminal (RU 2252287 C2, EB 9/00, 05/20/2005) [3].

В процессе эксплуатации упругие клеммы верхнего строения пути подвергаются длительным нагрузкам в виде изгибающего момента, крутящего момента и их комбинации при воздействии атмосферных осадков различных климатических зон и агрессивного воздействия перевозимых грузов. К материалам, используемым для изготовления клемм, предъявляются специфические требования, а именно: сопротивление малым пластическим деформациям и высокая релаксационная стойкость.During operation, the elastic terminals of the track’s upper structure are subjected to prolonged loads in the form of bending moment, torque and their combination under the influence of atmospheric precipitation of various climatic zones and the aggressive effect of transported goods. The materials used for the manufacture of terminals have specific requirements, namely: resistance to small plastic deformations and high relaxation resistance.

Стабильность упругих характеристик при эксплуатационном содержании упругих клемм обеспечивает высокую удерживающую способность рельсов от угона, стабильную ширину колеи и высокую усталостную прочность клемм при циклическом нагружении.The stability of the elastic characteristics at the operational content of the elastic terminals provides a high holding ability of the rails against theft, a stable gauge and high fatigue strength of the terminals under cyclic loading.

Наиболее широкое применение для изготовления клемм нашла сталь 60С2А по ГОСТ 14959-79 со сквозной прокаливаемостыо с обеспечением равномерной твердости по сечению - 45-49 HRC.Steel 60С2А according to GOST 14959-79 with through hardenability with ensuring uniform hardness over the cross section - 45-49 HRC found the widest application for the manufacture of terminals.

Известна клемма с градиентом твердости по сечению из стали по ГОСТ 1050-88 -сталь 58 (55ПП).Known terminal with a gradient of hardness in the cross section of steel according to GOST 1050-88 - steel 58 (55PP).

Сталь 58 (55ПП) содержит, мас.%: углерод 0,55-0,63; кремний 0,10-0,30; марганец <0,20; хром <0,15; никель <0,25; медь <0,25; железо - основа.Steel 58 (55PP) contains, wt.%: Carbon 0.55-0.63; silicon 0.10-0.30; manganese <0.20; chrome <0.15; nickel <0.25; copper <0.25; iron is the basis.

Недостатком известной изготовленных из стали клемм является отсутствие стабильности получаемых в процессе термической обработки механических свойств, микроструктуры и твердости по сечению прутков с диаметрами 13-17 мм, а соответственно, и стабильности релаксационной стойкости и циклической долговечности клемм. Отсутствие стабильности указанных характеристик при термической обработке клемм из стали 58 (55ПП) из прутков диаметром 13-17 мм не позволяет добиться оптимальных свойств для упругих клемм с обеспечением стабильных характеристик по удерживающим способностям от угона рельсов, ширины колеи и циклической долговечности. Техническим результатом является обеспечение стабильности механических свойств упругих клемм, релаксационной стойкости и циклической долговечности.A disadvantage of the known steel-made terminals is the lack of stability of the mechanical properties obtained by the heat treatment, microstructure and hardness over the cross section of rods with diameters of 13-17 mm, and, accordingly, the stability of the relaxation resistance and cyclic durability of the terminals. The lack of stability of these characteristics during the heat treatment of terminals made of steel 58 (55PP) from rods with a diameter of 13-17 mm does not allow to achieve optimal properties for elastic terminals with stable characteristics in terms of holding capacity against rail theft, track width and cyclic durability. The technical result is to ensure the stability of the mechanical properties of the elastic terminals, relaxation resistance and cyclic durability.

Для достижения технического результата изобретение на способ изготовления упругой клеммы для рельсового скрепления включает выплавку стали при следующем соотношение компонентов, мас.%:To achieve a technical result, the invention on a method for manufacturing an elastic terminal for rail fastening includes steelmaking in the following ratio of components, wt.%:

углеродcarbon 0,50-0,650.50-0.65 кремнийsilicon 0,05-0,200.05-0.20 марганецmanganese 0,07-0,150.07-0.15 алюминийaluminum 0,02-0,090.02-0.09 азотnitrogen 0,004-0,0160.004-0.016 титанtitanium 0,025-0,100.025-0.10 ниобийniobium 0,010-0,0350.010-0.035 хромchromium 0,05-0,100.05-0.10 никельnickel 0,05-0,100.05-0.10 медьcopper 0,15-0,200.15-0.20 медьcopper 0,15-0,200.15-0.20 железо иiron and неизбежные примесиinevitable impurities остальное,rest,

получение горячекатаных прутков диаметром 13-17 мм, формообразование из прутка клеммы В-образной формы в плоскости клеммы, нагрев до 850-920°С, охлаждение быстродвижущимся потоком воды в течение 6-8 с и отпуск при 180°C в течение 2 часов с обеспечением в поверхностном слое клеммы структуру мартенсита отпуска, а в сердцевине - троосто-сорбитную структуру.production of hot-rolled bars with a diameter of 13-17 mm, shaping from a bar of a B-shaped terminal in the plane of the terminal, heating to 850-920 ° C, cooling with a fast-moving stream of water for 6-8 s and tempering at 180 ° C for 2 hours providing in the surface layer of the terminal the structure of the martensite of tempering, and in the core - troost-sorbitol structure.

Для достижения технического изобретения заявлена упругая клемма для рельсового скрепления, выполненная В-образной формы из стального горячекатаного прутка диаметром 13-17 мм, содержащего, мас.%:To achieve the technical invention claimed elastic terminal for rail fastening, made in the form of a hot-rolled steel rod with a diameter of 13-17 mm, containing, wt.%:

углеродcarbon 0,50-0,650.50-0.65 кремнийsilicon 0,05-0,200.05-0.20 марганецmanganese 0,07-0,150.07-0.15 алюминийaluminum 0,02-0,090.02-0.09 азотnitrogen 0,004-0,0160.004-0.016 титанtitanium 0,025-0,100.025-0.10 ниобийniobium 0,010-0,0350.010-0.035 хромchromium 0,05-0,100.05-0.10 никельnickel 0,05-0,100.05-0.10 медьcopper 0,15-0,200.15-0.20 железо иiron and неизбежные примесиinevitable impurities остальное,rest,

подвергнутая закалке быстро движущимся потоком воды и низкотемпературному отпуску, имеющая в поверхностном слое структуру мартенсита отпуска, а в сердцевине - троосто-сорбитную. Предложенное сочетание легирующих элементов и ограничение по содержанию примесных элементов позволяет получить исходную однородную, мелкозернистую структуру стали с баллом аустенитного зерна 10-12 и пониженной прокаливаемостью, что обеспечивает после закалки быстродвижущимся потоком воды и отпуска получение оптимальных для клемм механических свойств, в частности прочности, предела текучести и предела упругости.subjected to quenching by a fast moving water flow and low-temperature tempering, having a tempering martensite structure in the surface layer, and troostor sorbitol in the core. The proposed combination of alloying elements and a limitation on the content of impurity elements makes it possible to obtain an initial homogeneous, fine-grained steel structure with an austenitic grain score of 10-12 and reduced hardenability, which ensures, after quenching, by a fast-moving water flow and tempering, obtaining mechanical properties optimal for the terminals, in particular, strength and limit yield strength and elastic limit.

Размер зерна в стали существенно влияет на ее свойства. Так крупное зерно снижает прочность, пластичность и порог хладноломкости, а также повышает склонность к хрупкому разрушению стали и увеличивает прокаливаемость.The grain size in steel significantly affects its properties. So coarse grain reduces strength, ductility and cold brittleness threshold, and also increases the tendency to brittle fracture of steel and increases hardenability.

Заявленный интервал содержания углерода обеспечивает необходимые прочность и прокаливаемость. При содержании менее 0,50 мас.% не обеспечивается требуемый уровень прочности и клемма имеет повышенную пластику, а при содержании свыше 0,65 мас.% образуются центры графитизации, вследствие чего снижается релаксационная стойкость и долговечность.The stated carbon content range provides the necessary strength and hardenability. With a content of less than 0.50 wt.%, The required level of strength is not provided and the terminal has increased plasticity, and with a content of more than 0.65 wt.%, Graphitization centers are formed, as a result of which relaxation resistance and durability are reduced.

Кремний не только раскисляет сталь, но также упрочняет ее и повышает предел упругости, что увеличивает релаксационную стойкость. При содержании кремния менее 0,05 мас.% прочность и упругость стали становятся ниже допустимого уровня и не достигается необходимый уровень раскисления, а при содержании выше 0,20 мас.% снижается пластичность и сталь охрупчивается.Silicon not only deoxidizes the steel, but also strengthens it and increases the elastic limit, which increases the relaxation resistance. When the silicon content is less than 0.05 wt.%, The strength and elasticity of the steel become lower than the acceptable level and the required level of deoxidation is not achieved, and when the content is above 0.20 wt.%, Ductility decreases and the steel becomes brittle.

Марганец не только раскисляет сталь, но повышает ее прочность, упругость, износостойкость и долговечность. При содержании марганца свыше 0,15 мас.% увеличивается прокаливаемость, что для клемм, изготовленных из прутков предлагаемой стали диаметром 13-17 мм, приводит к увеличению глубины упрочненного слоя, снижению уровня сжимающих напряжений в упрочняемом слое и, как следствие, к уменьшению долговечности клемм и повышению их чувствительности к поверхностным концентраторам напряжения.Manganese not only deoxidizes steel, but also increases its strength, elasticity, wear resistance and durability. When the manganese content is more than 0.15 wt.%, Hardenability increases, which for terminals made of bars of the proposed steel with a diameter of 13-17 mm leads to an increase in the depth of the hardened layer, a decrease in the level of compressive stresses in the hardened layer, and, as a consequence, to a decrease in durability terminals and increase their sensitivity to surface voltage concentrators.

Введение в сталь алюминия в количестве 0,02-0,09 мас.% позволяет не только раскислить, но и модифицировать сталь, в частности, за счет того, что он связывает кислород и азот в оксиды и нитриды, которые являются эффективными барьерами для роста аустенитного зерна. К тому же чрезмерное введение алюминия более 0,09 мас.% в сталь приведет к ее графитизации, что резко снизит эксплуатационную стойкость клемм, выполненных из этой стали.The introduction of aluminum in steel in an amount of 0.02-0.09 wt.% Allows not only to deoxidize, but also to modify the steel, in particular, due to the fact that it binds oxygen and nitrogen to oxides and nitrides, which are effective barriers to growth austenitic grain. In addition, the excessive introduction of aluminum of more than 0.09 wt.% Into the steel will lead to its graphitization, which will sharply reduce the operational resistance of the terminals made of this steel.

Азот упрочняет сталь за счет образования нитридов алюминия, способствующих получению мелкозернистой структуры. Для связывания алюминия с получением нитрида алюминия содержание азота должно быть, по меньшей мере, 0,004 мас.%. При содержании азота свыше 0,016 мас.% излишек азота проявляется в виде пузырьков на поверхности получаемого слитка, что снижает механические свойства, затрудняет дальнейшую его обработку.Nitrogen strengthens the steel due to the formation of aluminum nitrides, which contribute to obtaining a fine-grained structure. To bind aluminum to produce aluminum nitride, the nitrogen content must be at least 0.004 wt.%. When the nitrogen content exceeds 0.016 wt.%, Excess nitrogen appears in the form of bubbles on the surface of the obtained ingot, which reduces the mechanical properties and complicates its further processing.

Содержание фосфора и серы регламентируется их соотношением для конструкционных сталей.The content of phosphorus and sulfur is regulated by their ratio for structural steels.

Титан и ниобий в стали в приведенных диапазонах способствуют получению наследственной мелкозернистости стали.Titanium and niobium in steel in the above ranges contribute to the production of hereditary fine-grained steel.

Микролегирование медью основано на том, что она кристаллизуется в последнюю очередь, концентрируясь по границам зерен, снижая вероятность пережога. Поэтому увеличивается пластичность стали. К тому же медь увеличивает коррозионную стойкость стали, но ее действие на коррозионную стойкость не ощутимо при содержании менее 0,15 мас.%. При содержании меди свыше 0,20 мас.% хрупкие фазы меди приведут к растрескиванию по границам зерен при деформации.Microalloying copper is based on the fact that it crystallizes last, concentrating along the grain boundaries, reducing the likelihood of burnout. Therefore, the ductility of steel increases. In addition, copper increases the corrosion resistance of steel, but its effect on corrosion resistance is not noticeable when the content is less than 0.15 wt.%. When the copper content exceeds 0.20 wt.%, Brittle phases of copper will lead to cracking along the grain boundaries during deformation.

Микролегирование хромом основано на том, что он участвует в твердорастворном упрочнении, однако при содержании менее 0,05 мас.% прочность и твердость стали становятся менее допустимого предела для заданного класса сталей, а при содержании свыше 0,10 мас.% увеличивается прокаливаемость стали выше допустимого значения.Microalloying of chromium is based on the fact that it participates in solid-solution hardening, however, at a content of less than 0.05 wt.%, The strength and hardness of steel become less than the allowable limit for a given class of steels, and at a content of more than 0.10 wt.% The hardenability of steel increases above allowable value.

Микролегирование никелем основано на твердорастворном упрочнении и повышении коррозионной стойкости, однако на указанные характеристики никель практически не влияет при содержании менее 0,05 мас.%, а увеличение содержания свыше 0,10 мас.% нецелесообразно из-за увеличения прокаливаемости.Nickel microalloying is based on solid solution hardening and increasing corrosion resistance, however, nickel has practically no effect on these characteristics at a content of less than 0.05 wt.%, And an increase in content over 0.10 wt.% Is impractical due to an increase in hardenability.

Стабильно получаемая при закалке быстродвижущимся потоком воды структура мартенсита отпуска и троосто-сорбита обеспечивает требуемую твердость поверхностной зоны клеммы 55-60 HRC (мартенсит) и сердцевины 30 - 40 HRC (троосто-сорбит), высокую прочность клеммы, эксплуатационную надежность и долговечность. Структура троосто-сорбита в сердцевине клеммы более благоприятна, чем трооститная структура, наблюдаемая в большинстве стандартных кремнистых пружинно-рессорных сталей, поскольку имеет большую прочность, пластичность и ударную вязкость, что увеличивает долговечность клемм. При этом следует отметить, что при структуре мартенсита в поверхностном слое и троосто-сорбита в сердцевине по сечению прутка клеммы наводится благоприятная эпюра внутренних остаточных напряжений: сжимающие напряжения в поверхностном закаленном слое и растягивающие в сердцевине, что наилучшим образом отвечает нагруженность клемм в процессе эксплуатации.The structure of tempering martensite and trostano-sorbitol, which is stably obtained during quenching by a fast-moving water flow, provides the required hardness of the surface zone of terminal 55-60 HRC (martensite) and core 30 - 40 HRC (trostano-sorbitol), high terminal strength, operational reliability and durability. The structure of troost-sorbitol in the core of the terminal is more favorable than the troostite structure observed in most standard silicon spring-spring steels, since it has greater strength, ductility and toughness, which increases the durability of the terminals. It should be noted that with the structure of martensite in the surface layer and trostrostorbit in the core, a favorable diagram of internal residual stresses is induced along the terminal bar cross section: compressive stresses in the surface hardened layer and tensile stresses in the core, which best corresponds to the terminal loading during operation.

ПримерExample

Опытные плавки проводили в индукционных печах. Перед разливкой сталь раскисляли и модифицировали введением алюминия, титана и ниобия для обеспечения наследственно мелкозернистой структуры. Состав выплавляемой стали приведен ниже в табл.1. Балл аустенитного зерна составлял 10-12, что свидетельствует о получении наследственно мелкозернистой структуры.Experimental swimming trunks were carried out in induction furnaces. Before casting, steel was deoxidized and modified by the introduction of aluminum, titanium, and niobium to provide a hereditarily fine-grained structure. The composition of the smelted steel is given below in table 1. The austenitic grain score was 10-12, which indicates the receipt of a hereditarily fine-grained structure.

Таблица 1Table 1 No. СFROM SiSi MnMn А1A1 NN TiTi NbNb CrCr NiNi CuCu FeFe 1one 0,600.60 0,070,07 0,100.10 0,020.02 0,010.01 0,0250,025 0,0100.010 0,070,07 0,100.10 0,150.15 основаthe basis 22 0,620.62 0,100.10 0,150.15 0,080.08 0,010.01 0,10.1 0,0350,035 0,100.10 0,100.10 0,160.16 основаthe basis

Партию, состоящую из 20 образцов, изготавливали из горячекатаных прутков диаметром 13 и 17 мм, которые были подвергнуты термической обработке: закалка быстродвижущимся потоком воды с температуры нагрева 900°C и отпуск при 180°C в течение 2 часов.A batch of 20 samples was made of hot-rolled bars with a diameter of 13 and 17 mm, which were subjected to heat treatment: quenching by a fast-moving stream of water from a heating temperature of 900 ° C and tempering at 180 ° C for 2 hours.

Для определения прокаливаемости после закалки быстродвижущимся потоком воды, прутки разрезали, исследовали структуру и измеряли твердость. Толщина закаленного слоя составила 2,5-3,0 мм (для ⌀13 мм) и 3,0-3,5 мм (для ⌀17 мм), твердость поверхности 64-65 HRC (для ⌀13 мм) и 65-66 HRC (для ⌀17 мм), твердость сердцевины 35-40 HRC (для ⌀13 мм) и 30-35 HRC (для ⌀17 мм), критическая скорость охлаждения: 180°C/с (для 013 мм) и 200°C/с (для ⌀17 мм).To determine hardenability after quenching by a fast-moving stream of water, the rods were cut, the structure was examined, and hardness was measured. The thickness of the hardened layer was 2.5-3.0 mm (for ⌀13 mm) and 3.0-3.5 mm (for ⌀17 mm), the surface hardness was 64-65 HRC (for ⌀13 mm) and 65-66 HRC (for ⌀17 mm), core hardness 35-40 HRC (for ⌀13 mm) and 30-35 HRC (for ⌀17 mm), critical cooling rate: 180 ° C / s (for 013 mm) and 200 ° C / s (for ⌀17 mm).

После отпуска при 180°C в течение 2 часов твердость прутков снизилась до следующих значений и составила для партии образцов с диаметрами 13 и 17 мм: в поверхности 56-59 HRC (для ⌀13 мм) и 56-59 HRC (для ⌀17 мм), в сердцевине 35-38 HRC (для ⌀13 мм) и 32-35 HRC (для ⌀17 мм).After tempering at 180 ° C for 2 hours, the hardness of the rods decreased to the following values and amounted to 56–59 HRC (for ⌀ 13 mm) and 56–59 HRC (for ⌀17 mm) for a batch of samples with diameters of 13 and 17 mm ), in the core 35-38 HRC (for ⌀13 mm) and 32-35 HRC (for ⌀17 mm).

Структура поверхностного слоя после закалки быстродвижущимся потоком воды и отпуска во всех образцах представляла собой мартенсит отпуска, а сердцевины - троосто-сорбит.The structure of the surface layer after quenching by a fast-moving flow of water and tempering in all the samples was tempering martensite, and the core was trost-sorbitol.

Испытания на механические свойства проводили на цилиндрических образцах с диаметром 6 мм и расчетной длиной 30 мм, изготовленных из прутков предлагаемой стали в состоянии поставки. Моделирование механических свойств упрочненного слоя, получаемого в клеммах после закалки быстродвижущимся потоком воды и отпуска, осуществляли путем закалки образцов указанных размеров с предварительным нагревом в соляной ванне до температуры закалки 900°C и интенсивным охлаждением быстродвижущимся потоком воды в специальном закалочном устройстве. Для определения механических свойств сердцевины цилиндрические образцы указанных размеров изготавливали из сердцевины прутков предлагаемой стали после закалки быстродвижущимся потоком воды и отпуска.Tests for mechanical properties were carried out on cylindrical samples with a diameter of 6 mm and a design length of 30 mm, made of bars of the proposed steel in the delivery state. The mechanical properties of the hardened layer obtained at the terminals after quenching by a fast moving water flow and tempering were simulated by quenching samples of the indicated sizes with preliminary heating in a salt bath to a quenching temperature of 900 ° C and intensive cooling with a fast moving water stream in a special quenching device. To determine the mechanical properties of the core, cylindrical samples of the indicated sizes were made from the core of the bars of the proposed steel after quenching by a fast-moving stream of water and tempering.

Механические свойства исследованных образцов предлагаемой стали в состоянии поставки составляют: прочность стали σв - 800 МПа, предел текучести σ0,2 - 460 МПа, предел упругости σ0,05 - 300-350 МПа. Значения указанных свойств в состоянии поставки положительно характеризуют предлагаемую сталь с точки зрения обрабатываемости.The mechanical properties of the investigated samples of the proposed steel in the delivery state are: steel strength σ in - 800 MPa, yield strength σ 0.2 - 460 MPa, elastic limit σ 0.05 - 300-350 MPa. The values of these properties in the delivery state positively characterize the proposed steel in terms of machinability.

После закалки, близкой по режиму к закалке быстродвижущимся потоком воды, и отпуска механические свойства предлагаемой стали исследуемых образцов, соответствующие свойствам упрочненного слоя клеммы, составляют: прочность стали σв - 2300-2500 МПа, предел текучести σ0,2 - 1950-2000 МПа, предел упругости σ0,05 - 1600-1750 МПа.After quenching, which is close in mode to quenching by a fast-moving water flow, and tempering, the mechanical properties of the proposed steel of the test samples corresponding to the properties of the hardened layer of the terminal are: steel strength σ в - 2300-2500 MPa, yield strength σ 0.2 - 1950-2000 MPa , elastic limit σ 0.05 - 1600-1750 MPa.

Механические свойства сердцевины прудка предлагаемой стали исследуемых образцов после закалки быстродвижущимся потоком воды и отпуска составляют: прочность стали σв - 1100 МПа, предел текучести σ0,2 - 800 МПа, предел упругости σ0,05 - 750 МПа.The mechanical properties of the core of the pond of the proposed steel of the test samples after quenching by a fast-moving water flow and tempering are: steel strength σ in - 1100 MPa, yield strength σ 0.2 - 800 MPa, elastic limit σ 0.05 - 750 MPa.

Стабильное обеспечение описанного уровня механических свойств в поверхности и в сердцевине клемм является отличительной особенностью предлагаемой стали. Такое сочетание свойств по сечению прутка клеммы означает получение большей прочности, релаксационной стойкости и циклической долговечности как самих прутков предлагаемой стали, так и клемм, изготовленных из нее.Stable provision of the described level of mechanical properties in the surface and in the core of the terminals is a distinctive feature of the proposed steel. This combination of properties over the cross section of the terminal bar means obtaining greater strength, relaxation resistance and cyclic durability of both the bars of the proposed steel themselves and the terminals made of it.

Релаксационная стойкость прутков предлагаемой стали исследуемых образцов после закалки быстродвижущимся потоком воды и отпуска, определенная при статических испытаниях прутков на трехточечный изгиб с регистрацией значений пластической деформации, характеризуется следующими показателями: предел текучести σ0,2 - 2500 МПа, предел упругости σ0,05 - 1950 МПа, предел пропорциональности σ0,01 - 1250 МПа.The relaxation resistance of the bars of the proposed steel of the studied samples after quenching by a fast-moving flow of water and tempering, determined during static tests of the rods for three-point bending with registration of plastic deformation values, is characterized by the following indicators: yield strength σ 0.2 - 2500 MPa, elastic limit σ 0.05 - 1950 MPa, proportionality limit σ 0.01 - 1250 MPa.

Релаксационная стойкость самих клемм, изготовленных из прутков предлагаемой стали исследуемых образцов после закалки быстродвижущимся потоком воды и отпуска, оцененная по величине остаточной деформации, составляет 0,5 мм (разница между значениями высоты клеммы после третьего и второго обжатия).The relaxation resistance of the terminals themselves, made of bars of the proposed steel of the studied samples after quenching by a fast-moving stream of water and tempering, estimated by the value of the residual deformation, is 0.5 mm (the difference between the terminal height after the third and second compression).

Циклическая долговечность, оцененная при испытаниях на трехточечный изгиб прутков предлагаемой стали, составила 5 млн циклов нагружения при пределе выносливости 1100-1200 МПа. Циклическая долговечность клемм, изготовленных из предложенной стали и упрочненных закалкой быстродвижущимся потоком воды и отпуска составляет 2 млн циклов нагружения при двойном перемещении усов клеммы по сравнению со стандартными.The cyclic durability, estimated during tests for three-point bending of the bars of the proposed steel, amounted to 5 million loading cycles with an endurance of 1100-1200 MPa. The cyclic durability of the terminals made of the proposed steel and hardened by quenching with a fast-moving flow of water and tempering is 2 million loading cycles with double movement of the terminal mustache in comparison with standard ones.

В результате проведенных испытаний установлено, что указанные характеристики стали и клемм, изготовленных из нее, стабильно обеспечиваются во всем диапазоне ее химического состава для диаметров прутков 13-17 мм.As a result of the tests, it was found that these characteristics of steel and terminals made of it are stably provided in the entire range of its chemical composition for rod diameters of 13-17 mm.

Таким образом, стабилизация структуры обеспечивается способом комплексного легирования, а ограничение содержания компонентов подобрано для эффективного взаимодействия между собой, чем достигается мелкое зерно аустенита (10-12 балл) и получаемая структура мартенсита отпуска и троосто-сорбита в поверхностном слое и сердцевине соответственно высокие эксплуатационные характеристики, в том числе релаксационная стойкость и циклическая долговечность.Thus, the stabilization of the structure is ensured by the method of complex alloying, and the restriction of the content of the components is selected for effective interaction between each other, which results in fine austenite grain (10-12 points) and the resulting structure of tempering martensite and trostan-sorbitol in the surface layer and core, respectively, high performance including relaxation resistance and cyclic durability.

Claims (2)

1. Способ изготовления упругой клеммы для рельсового скрепления из горячекатаного стального прутка диаметром 13-17 мм, содержащего, в мас.%:
углерод 0,50-0,65 кремний 0,05-0,20 марганец 0,07-0,15 алюминий 0,02-0,09 азот 0,004-0,016 титан 0,025-0,10 ниобий 0,010-0,035 хром 0,05-0,10 никель 0,05-0,10 медь 0,15-0,20 железо и неизбежные примеси остальное,

включающий формообразование клеммы В-образной формы, нагрев до 850-920°C, охлаждение быстродвижущимся потоком воды в течение 6-8 с и отпуск при 180°C в течение 2 часов с обеспечением в поверхностном слое клеммы структуры мартенсита отпуска, а в сердцевине - троосто-сорбитной.
1. A method of manufacturing an elastic terminal for rail fastening from a hot-rolled steel bar with a diameter of 13-17 mm, containing, in wt.%:
carbon 0.50-0.65 silicon 0.05-0.20 manganese 0.07-0.15 aluminum 0.02-0.09 nitrogen 0.004-0.016 titanium 0.025-0.10 niobium 0.010-0.035 chromium 0.05-0.10 nickel 0.05-0.10 copper 0.15-0.20 iron and inevitable impurities rest,

including forming a B-shaped terminal, heating to 850-920 ° C, cooling with a fast-moving water stream for 6-8 s and tempering at 180 ° C for 2 hours, providing tempering martensite structure in the surface layer of the terminal, and in the core troost-sorbitol.
2. Упругая клемма для рельсового скрепления, отличающаяся тем, что она имеет в поверхностном слое структуру мартенсита отпуска, а в сердцевине - троосто-сорбитную и изготовлена способом по п.1. 2. An elastic terminal for rail fastening, characterized in that it has a tempering martensite structure in the surface layer and troostorosorbite in the core and is made by the method according to claim 1.
RU2012156488/02A 2012-12-26 2012-12-26 Method for producing elastic terminal for rail attachment, and elastic terminal RU2512695C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012156488/02A RU2512695C1 (en) 2012-12-26 2012-12-26 Method for producing elastic terminal for rail attachment, and elastic terminal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012156488/02A RU2512695C1 (en) 2012-12-26 2012-12-26 Method for producing elastic terminal for rail attachment, and elastic terminal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2512695C1 true RU2512695C1 (en) 2014-04-10

Family

ID=50438829

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012156488/02A RU2512695C1 (en) 2012-12-26 2012-12-26 Method for producing elastic terminal for rail attachment, and elastic terminal

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2512695C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3783120A1 (en) * 2019-08-23 2021-02-24 Vossloh Fastening Systems GmbH Spring wire, clamp formed from same and method for producing such a spring wire

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2189417C2 (en) * 2000-05-17 2002-09-20 Александр Николаевич Жученко Rail fastening clamp
RU2252287C2 (en) * 2003-01-16 2005-05-20 Андреев Андрей Витальевич Rail fastening spring clamp
RU2459877C1 (en) * 2011-04-08 2012-08-27 Александр Васильевич Дьяков Method of quenching spring terminals and plant to this end
RU2463403C2 (en) * 2010-12-16 2012-10-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава" (ОАО "ВНИКТИ") Elastic terminal

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2189417C2 (en) * 2000-05-17 2002-09-20 Александр Николаевич Жученко Rail fastening clamp
RU2252287C2 (en) * 2003-01-16 2005-05-20 Андреев Андрей Витальевич Rail fastening spring clamp
RU2463403C2 (en) * 2010-12-16 2012-10-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава" (ОАО "ВНИКТИ") Elastic terminal
RU2459877C1 (en) * 2011-04-08 2012-08-27 Александр Васильевич Дьяков Method of quenching spring terminals and plant to this end

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RU, 2227812C2, 20.05.2005. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3783120A1 (en) * 2019-08-23 2021-02-24 Vossloh Fastening Systems GmbH Spring wire, clamp formed from same and method for producing such a spring wire
WO2021037567A1 (en) * 2019-08-23 2021-03-04 Vossloh Fastening Systems Gmbh Spring wire, tension clamp formed therefrom and method for producing such a spring wire
CN114341387A (en) * 2019-08-23 2022-04-12 福斯罗扣件系统有限公司 Spring wire, tension clamp formed therefrom and method of producing such a spring wire

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101222724B1 (en) Method of producing high-strength steel plates with excellent ductility and plates thus produced
CA2633153C (en) Steel for springs, process of manufacture for spring using this steel, and spring made from such steel
RU2680041C2 (en) Method for producing high-strength steel sheet and produced sheet
US10351926B2 (en) High toughness and high tensile strength thick steel plate with excellent material homogeneity and production method for same
KR101656980B1 (en) Stainless steel brake disc and method for manufacturing same
KR20200011475A (en) Hot rolled steel sheet and its manufacturing method
US20120247618A1 (en) High strength steel material and high strength bolt excellent in delayed fracture resistance and methods of production of same
US20190003004A1 (en) Vehicle part having high strength and excellent durability, and manufacturing method therefor
US20170191149A1 (en) Railway vehicle wheel and method for manufacturing railway vehicle wheel
CN110662849B (en) Method for producing a steel component and corresponding steel component
US20120298262A1 (en) High strength steel and high strength bolt excellent in delayed fracture resistance and methods of production of same
KR20180099876A (en) High strength steel sheet and manufacturing method thereof
KR20120121406A (en) High-strength pressed member and method for producing same
US20130037182A1 (en) Mechanical part made of steel having high properties and process for manufacturing same
EP2559783A1 (en) High-strength hot-rolled steel plate exhibiting excellent stretch flangeability and fatigue resistance properties, and production method therefor
RU2763027C1 (en) Forged part made of bainite steel and its manufacturing method
EP3088551A1 (en) Rolled steel material for high-strength spring and wire for high-strength spring using same
KR20130081706A (en) High-strength steel plate with excellent formability, warm working method, and warm-worked automotive part
JP5543814B2 (en) Steel plate for heat treatment and method for producing steel member
US20190032166A1 (en) Ultra-high-strength steel sheet having excellent yield ratio and workability
KR101496000B1 (en) Method for manufacturing hot rolled steel sheet of lean duplex stainless steels
RU2528579C1 (en) Production of high-strength controlled steel sheet of perfect machinability
RU2512695C1 (en) Method for producing elastic terminal for rail attachment, and elastic terminal
RU2370565C2 (en) STEEL FOR SCREW SPRINGS WITH DIAMETRE OF ROD 27-33 mm AND SPRING FABRICATED OUT OF THIS STEEL
KR101867709B1 (en) Wire rod and steel wire for spring having excellent corrosion fatigue resistance and method for manufacturing the same

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20151227