RU2524526C1 - Method of heat treatment of rail weld joints - Google Patents

Method of heat treatment of rail weld joints Download PDF

Info

Publication number
RU2524526C1
RU2524526C1 RU2012152678/02A RU2012152678A RU2524526C1 RU 2524526 C1 RU2524526 C1 RU 2524526C1 RU 2012152678/02 A RU2012152678/02 A RU 2012152678/02A RU 2012152678 A RU2012152678 A RU 2012152678A RU 2524526 C1 RU2524526 C1 RU 2524526C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rail
rails
heat treatment
welded
temperature
Prior art date
Application number
RU2012152678/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012152678A (en
Inventor
Георгий Романович Маёров
Дарья Александровна Юрченко
Илья Сергеевич Максимов
Эльвира Бекбулатовна Ишимова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС)
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС)
Priority to RU2012152678/02A priority Critical patent/RU2524526C1/en
Publication of RU2012152678A publication Critical patent/RU2012152678A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2524526C1 publication Critical patent/RU2524526C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: rail is heated over the entire cross-section in weld zone to 850-900°C. Then, rail head is subjected to forced cooling by airflow in weld zone while rail web and foot are cooled in air. Note here that rail head in weld zone is cooled to martensitic transformation temperature Mn°C. Note also that at Mn-Troom°C rail head subjected to peening, shots diameter being equal to 0.8-1.5 mm.
EFFECT: higher hardness and corrosion resistance.
1 tbl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к термической обработке сварных соединений, например сварных стыков рельсов, и может быть использовано на железнодорожном транспорте.The invention relates to the heat treatment of welded joints, for example welded joints of rails, and can be used in railway transport.

Известен способ термической обработки сварных изделий, например рельсов, в составе путевых рельсосварочных машин, при котором производят нагрев шейки и подошвы сварного стыка рельсов до температуры 850-900°C без нагрева головки [Патент РФ №2037534, МПК: C21D 9/04, опубл. 20.06.95, БИ №17 «Способ термической обработки рельсов» автора Меньшикова А.Г.].A known method of heat treatment of welded products, such as rails, as part of track rail welding machines, in which the neck and sole of the welded joint of the rails are heated to a temperature of 850-900 ° C without heating the head [RF Patent No. 2037534, IPC: C21D 9/04, publ. . 06/20/95, BI No. 17 "Method of heat treatment of rails" by Menshikov A.G.].

Недостатком данного способа является низкая твердость и коррозионная стойкость головки рельса в зоне термического влияния, что приводит к износу поверхности головки сварного стыка рельсов в эксплуатации.The disadvantage of this method is the low hardness and corrosion resistance of the rail head in the heat affected zone, which leads to wear of the surface of the head of the welded rail joint in operation.

Известен способ термической обработки сварных стыков рельсов в составе путевых рельсосварочных машин в пути, заключающийся в том, что сечение рельса в зоне сварного шва нагревают до температуры 850-900°C и принудительно охлаждают головку с одновременным охлаждением шейки и подошвы естественным путем на воздухе. При термообработке сварных стыков рельсов в составе путевых рельсосварочных машин в пути для упрочнения металла головки сварного стыка рельсов применяют поток воздуха с давлением 0,5-0,8 МПа и расходом 0,08-0,15 м3/с. Воздух подается в течение не менее 180 с со скоростями 60-200 м/с на поверхность рельса через ряд отверстий диаметром 2 мм каждое и с суммарной площадью 0,0008-0,0011 м2, расположенных в плоской панели нижней части закалочного устройства с воздухосборником объемом 0,002-0,003 м3, установленного на расстоянии не более 10 мм между поверхностью головки рельса и плоскостью нижней панели с отверстиями [Патент РФ №2371535, МПК: E01B 31/18, C21D 9/04, C21D 9/50, опубл. 27.10.09, БИ №30, «Способ термической обработки сварных стыков рельсов», авторы Николин А.И., Гудков А.В., Берзин М.М.].There is a method of heat treatment of welded joints of rails as a part of track rail welding machines in transit, which consists in the fact that the rail section in the weld zone is heated to a temperature of 850-900 ° C and the head is forcibly cooled while cooling the neck and sole naturally in air. When heat treatment of welded joints of rails as a part of track rail welding machines on the way, a stream of air with a pressure of 0.5-0.8 MPa and a flow rate of 0.08-0.15 m 3 / s is used to strengthen the metal of the head of the welded joint of rails. Air is supplied for at least 180 s with speeds of 60-200 m / s onto the rail surface through a series of holes with a diameter of 2 mm each and with a total area of 0.0008-0.0011 m 2 located in the flat panel of the lower part of the quenching device with an air collector volume of 0.002-0.003 m 3 installed at a distance of not more than 10 mm between the surface of the rail head and the plane of the lower panel with holes [RF Patent No. 2371535, IPC: E01B 31/18, C21D 9/04, C21D 9/50, publ. 10.27.09, BI No. 30, “Method for the heat treatment of welded joints of rails”, authors Nikolin AI, Gudkov AV, Berzin MM].

Недостатком этого способа является низкая твердость и коррозионная стойкость рельса.The disadvantage of this method is the low hardness and corrosion resistance of the rail.

Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.This technical solution is selected as a prototype.

Техническим результатом является повышение твердости и коррозионной стойкости сварных стыков рельсов за счет его упрочнения.The technical result is to increase the hardness and corrosion resistance of welded joints of rails due to its hardening.

Технический результат достигается тем, что в способе термической обработки сварных стыков рельсов, включающем нагрев сечения рельса в зоне сварного шва до 850-900°C, принудительное охлаждение зоны сварного стыка головки рельса потоком воздуха с одновременным охлаждением шейки и подошвы рельса естественным путем на воздухе, согласно изобретению, охлаждение зоны сварного стыка осуществляют до температуры Мн, а затем осуществляют обработку сварного стыка дробью диаметром 0,8-1,5 мм в диапазоне температур Мн-Ткомн, где Мн - температура начала мартенситного превращения, °С; Ткомн - комнатная температура, °C.The technical result is achieved by the fact that in the method of heat treatment of welded joints of rails, including heating the rail section in the weld zone to 850-900 ° C, forced cooling of the welded joint area of the rail head with air flow while cooling the neck and bottom of the rail naturally in air, according to the invention, the cooling zone of the welded joint is carried out to a temperature of Mn, and then the welded joint is processed with a shot with a diameter of 0.8-1.5 mm in the temperature range Mn-Tkom, where Mn is the start temperature tensitnogo conversion, ° C; Tkomn - room temperature, ° C.

Происходит быстрое охлаждение металла, образуется много центров кристаллизации, появляются мелкие зерна, которые обеспечивают образование специфичной дислокационной структуры, повышающей коррозионную стойкость, а твердость повышается за счет упрочнения дробью.Rapid cooling of the metal occurs, many crystallization centers are formed, small grains appear that provide the formation of a specific dislocation structure that increases corrosion resistance, and the hardness increases due to hardening by shot.

На фиг.1 представлен процесс охлаждения и упрочнения сварного стыка рельсов.Figure 1 presents the process of cooling and hardening of the welded joint of the rails.

Способ термической обработки сварных стыков осуществляется следующим образом.The method of heat treatment of welded joints is as follows.

Для апробации способа были сварены контактным стыковым способом пульсирующим оплавлением объемно-закаленные рельсы типа Р65 из углеродистой стали марки Э76Ф. Сварку выполняли на контактной машине типа К-922 в составе путевой рельсосварочной машины ПРСМ-4. Параметры сварки: время 125 с, путь оплавления 18 мм, величина осадки 12 мм, усилие осадки 80 т.To test the method, volume-hardened rails of the P65 type made of carbon steel E76F were welded by contact butt welding using pulsating fusion. Welding was performed on a K-922 type contact machine as part of the PRSM-4 track rail welding machine. Welding parameters: time 125 s, reflow path 18 mm, draft value 12 mm, draft force 80 t.

Термомеханическую обработку сварных стыков объемно-закаленных рельсов выполняют, например, на индукционной установке типа УИН-001-100/РТ-П в составе путевой рельсосварочной машины ПРСМ-4. Номинальная мощность установки 75 кВт, частота тока 8-16 кГц. Рельс типа Р65 в месте сварки нагревают, например, до температуры 850°C, с помощью двух одинаковых электрически соединенных индукторов, которые образуют резонансный контур с блоком согласования, и установлены на кронштейнах в виде двух симметричных створок. Время нагрева составляет 240 с. Охлаждение металла головки сварного стыка производят в потоке воздуха, подаваемого с помощью закалочного устройства, которое смонтировано на индукционной установке. Время охлаждения составляло не менее 180 с. Давление воздуха 0,5-0,8 МПа. Расход воздуха 0,08-0,15 м3/с. Подошву и шейки сварных стыков рельсов охлаждают естественным путем на воздухе. После охлаждения сварного стыка до температуры Мн°C подвергают шов обработке дробью в диапазоне температур (Мн-Ткомн)°C. В качестве рабочего тела применяют стальные шарики диаметром 0,8 мм, давление воздуха 0,5 МПа.Thermomechanical processing of welded joints of volume-hardened rails is performed, for example, on an induction installation of the type UIN-001-100 / RT-P as a part of a rail welding machine PRSM-4. The rated power of the installation is 75 kW, the current frequency is 8-16 kHz. A rail of type P65 at the welding site is heated, for example, to a temperature of 850 ° C, using two identical electrically connected inductors, which form a resonant circuit with a matching unit, and are mounted on brackets in the form of two symmetrical flaps. The heating time is 240 s. The cooling of the metal of the head of the welded joint is carried out in a stream of air supplied by means of a quenching device, which is mounted on an induction installation. The cooling time was at least 180 s. Air pressure 0.5-0.8 MPa. Air consumption 0.08-0.15 m 3 / s. The sole and neck of the welded joints of the rails are naturally cooled in air. After cooling the welded joint to a temperature of Mn ° C, the seam is subjected to a shot treatment in the temperature range (Mn-Tkomn) ° C. Steel balls with a diameter of 0.8 mm and an air pressure of 0.5 MPa are used as a working fluid.

Сварные стыки рельсов подвергали испытаниям на статический поперечный изгиб с приложением нагрузки к головке и подошве в месте расположения сварного шва. Расстояние между опорами составило 1 м. Так же проводили измерения твердости поверхности металла головки сварного стыка.The welded joints of the rails were subjected to static transverse bending tests with a load applied to the head and sole at the location of the weld. The distance between the supports was 1 m. The surface hardness of the metal of the head of the welded joint was also measured.

Упрочнение дробью обеспечивает образование специфичной дислокационной структуры, повышающей твердость и коррозионною стойкость.Fraction hardening provides the formation of a specific dislocation structure that increases hardness and corrosion resistance.

Параметры твердости и коррозионной стойкости, упрочненных и неупрочненных дробью образцов рельсов типа Р65:The parameters of hardness and corrosion resistance, hardened and non-hardened by fractions of samples of rails type P65:

Figure 00000001
Figure 00000001

Сварные рельсы после термической обработки по предлагаемому методу и указанным выше параметрам при изгибе с растяжением, как в подошве, так и в головке имели высокие показатели прочности и пластичности (стрелы прогибов 35-45 мм, разрушающие нагрузки 1800-2000 кН), т.е. полностью удовлетворяли установленным требованиям к сварным рельсам.Welded rails after heat treatment according to the proposed method and the above parameters when bending with tension, both in the sole and in the head had high strength and ductility (sag arrows 35-45 mm, breaking loads 1800-2000 kN), i.e. . fully meet the established requirements for welded rails.

Измерение твердости поверхности катания в области сварки таких рельсов после термообработки по предлагаемому методу показало, что твердость металла головки по ширине зоны термического влияния термообработки в месте закалки составляет 350-360 ед. НВ, что полностью удовлетворяет установленным требованиям к сварным рельсам.Measurement of the rolling surface hardness in the field of welding of such rails after heat treatment by the proposed method showed that the hardness of the metal of the head along the width of the heat-affected zone of the heat treatment at the quenching site is 350-360 units. HB, which fully meets the established requirements for welded rails.

Предлагаемый способ обеспечивает повышение их твердости на 5% и коррозионной стойкости на 13%.The proposed method provides an increase in their hardness by 5% and corrosion resistance by 13%.

Claims (1)

Способ термомеханической обработки сварных стыков рельсов, включающий нагрев сечения рельса в зоне сварного шва до 850-900°C, принудительное охлаждение зоны сварного стыка головки рельса потоком воздуха с одновременным охлаждением шейки и подошвы естественным путем на воздухе, отличающийся тем, что охлаждение зоны сварного стыка осуществляют до температуры Мн°C, а затем производят обработку сварного стыка дробью диаметром 0,8-1,5 мм в диапазоне температур Мн-Ткомн°C,
где Мн° - температура начала мартенситного превращения, °C;
Ткомн° - комнатная температура,°C. A method of thermomechanical processing of welded joints of rails, including heating the rail section in the weld zone to 850-900 ° C, forced cooling of the weld joint area of the rail head with air flow while cooling the neck and sole naturally in air, characterized in that the weld joint zone is cooled carried out to a temperature of Mn ° C, and then process the welded joint with a shot with a diameter of 0.8-1.5 mm in the temperature range Mn-Tkomn ° C,
where Mn ° is the temperature of the onset of martensitic transformation, ° C;
Tkomn ° - room temperature, ° C.
RU2012152678/02A 2012-12-06 2012-12-06 Method of heat treatment of rail weld joints RU2524526C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012152678/02A RU2524526C1 (en) 2012-12-06 2012-12-06 Method of heat treatment of rail weld joints

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012152678/02A RU2524526C1 (en) 2012-12-06 2012-12-06 Method of heat treatment of rail weld joints

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012152678A RU2012152678A (en) 2014-06-20
RU2524526C1 true RU2524526C1 (en) 2014-07-27

Family

ID=51213400

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012152678/02A RU2524526C1 (en) 2012-12-06 2012-12-06 Method of heat treatment of rail weld joints

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2524526C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2705820C1 (en) * 2018-10-29 2019-11-12 Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Томская Электронная Компания" Method of thermal treatment of weld joints of rails and device for implementation of method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004043862A (en) * 2002-07-10 2004-02-12 Nippon Steel Corp Heat treatment method of pearlitic rail for improving toughness of welded joint
RU2371535C1 (en) * 2008-04-29 2009-10-27 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Method of thermal treatment of welded joints of rails
RU2411295C2 (en) * 2008-12-18 2011-02-10 Рейлтек Интернейшнел Method and device for rail joint thermal treatment

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004043862A (en) * 2002-07-10 2004-02-12 Nippon Steel Corp Heat treatment method of pearlitic rail for improving toughness of welded joint
RU2371535C1 (en) * 2008-04-29 2009-10-27 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Method of thermal treatment of welded joints of rails
RU2411295C2 (en) * 2008-12-18 2011-02-10 Рейлтек Интернейшнел Method and device for rail joint thermal treatment

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2705820C1 (en) * 2018-10-29 2019-11-12 Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Томская Электронная Компания" Method of thermal treatment of weld joints of rails and device for implementation of method

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012152678A (en) 2014-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104862466B (en) Method for postweld heat treatment on hyper-eutectoid steel rail welding connector
CN103898310B (en) A kind of post weld heat treatment method of bainite rail welding point
RU2589533C2 (en) Method and device for processing welded rail joint
CN113621881B (en) Method for improving low-temperature toughness of medium-carbon steel rail welded joint
CN112226609B (en) Construction method for heat treatment of post-welded joints of dissimilar steel rails
CN107502730A (en) The post weld heat treatment method of 136RE+SS heat-treated rail welding points
CN108823394B (en) Steel rail postweld heat treatment method
CN114891967B (en) Welding method for medium-low carbon pearlite steel rail
CN113458568B (en) Method for welding medium carbon steel rail in field
JPWO2018168969A1 (en) Rail cooling device and manufacturing method
CN109355482A (en) The post weld heat treatment method of hypo eutectoid rail
US20220064746A1 (en) POST-WELD HEAT TREATMENT METHOD FOR 1,300 MPa-LEVEL LOW-ALLOY HEAT TREATED STEEL RAIL
RU2641586C1 (en) Method of contact butt welding of rails
RU2371535C1 (en) Method of thermal treatment of welded joints of rails
RU2524526C1 (en) Method of heat treatment of rail weld joints
CN112359179B (en) Steel rail postweld heat treatment construction method
RU2425738C1 (en) Rails pressure welding with heating
RU2309185C1 (en) Method of heat treatment of rail welded joints
CN115287442A (en) Postweld heat treatment method for high-carbon microalloyed steel rail
RU2743440C1 (en) Method of contact butt welding of rails
CN112063825B (en) Heat treatment method for 1100 MPa-level low-alloy heat-treated steel rail after welding
RU2755713C1 (en) Apparatus and method for heat treatment of a long-length product with an l-shaped profile with a sole, neck, head
RU2726209C1 (en) Method for thermal treatment of welded joint zone of drilling pipes
CN115725831A (en) Post-welding heat treatment construction method for medium-carbon low-alloy steel rail in field low-temperature environment
CN118703769A (en) 380 HB-level high-strength heat treatment steel rail fixing flash welding head heat treatment method

Legal Events

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

Effective date: 20171207