SU1174487A1

SU1174487A1 - Способ термической обработки рельсов

Info

Publication number: SU1174487A1
Application number: SU833547770A
Authority: SU
Inventors: Алик Петрович Бабич; Вячеслав Николаевич Ермолаев; Василий Иванович Шпак; Валерий Владимирович Чухно
Original assignee: Украинский Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Металлов
Priority date: 1983-02-01
Filing date: 1983-02-01
Publication date: 1985-08-23

Abstract

1, СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ РЕЛЬСОВ, включающий объемную аустенизацию, прерывистое охлаждение поверхности головки движущегос рельса и самоотпуск, о т л и ч а ющ и и с тем, что, с целью увеличени сопротивл емости образованию поверхностных дефектов на рельсах в эксплуатации за счет получени по сечению головки однородной структуры сорбита закалки, поверхность головки рельса охлаждают водным раствором полимера до 450 - З00с, а затем - водой до 200-150&deg;С. i 2. Способ по п. 1, отличающийс тем, что в качестве полиСЛ мера примен ют полиакриламид с концентрацией 0,1-0,5 мас.%.

Description

4

4ih 00

Изобретение относитс к металлургической промьшшенности и может быть использовано дл упрочн ющей термической обработки железнодорожных релсов .

Цель изобретени -увеличение сопротивл емости образованию поверхностных дефектов на рельсах в эксплуатации за счет получени по сечению головки однородной структуры сорбита закалки.

Охлаждение толовки рельса в водном растворе полиакриламида до температуры поверхности АЗО-ЗОО С позвол ет обеспечить в поверхностных ело х металла рельсов (0,69 -0,82% С, 0,75-1,05% Мп, 0,28-0,40% Si, остальное железо и примеси) структуру сорбита закалки с твердостью НВ 350-388. Дальнейшее охлаждение головки рельса до 200-150 С, осуществл емое водой, обеспечивает, благодар более высокой охлаждакицей способности воды, требуемую глубину термически упрочненного сло - до ,20-25 мм.

Предлагаемый способ может быть осуществлен, например, в рельсозакалочном агрегате роликового типа..

Рельс, нагретый в печи до температуры аустенизации, в положении головкой вниз подают в систег у роликовых клетей, где -головку рельса подвергают поверхностной закалке с помощью спрейеров, расположенных между роликами. В первые 5-10 спрейеров подают водный раствор полиакриламида с концентрацией 0,1-0,5%, а в последующие - воду.

Указанный диапазон концентрации полиакриламида обусловлен необходим мостью получени требуемой структуры и твердости по сечению головки рельса . При концентрации попиакриламида менее 0,1% в поверхностных сло х металла головки рельса по вл етс неблагопри тна структура игольчатого типа - троостит, мартенсит (таблица) Повьшение. концентрации полиакриламид более 0,5% не позвол ет получить тре буемьй уровень твердости металла головки рельса. Кроме того, раствор с концентрацией полиакриламида более 0,5% обладает высокой в зкостью и ег использование технологически сложно и нецелесообразно.

Система подачи водного раствора полимера (полиакриламида) должна

быть замкнутой (оборотного цикла) с целью исключени излишнего расхода полиакриламида и сохранени его концентрации в предлагаемых пределах в течение длительного времени.

Опробование предлагаемого способа произведено на полнопрофильных образцах , отобранных от одного рельса с содержанием углерода в стали 0,76% и марганца 0,93%. После нагрева под закалку до 850°С головку рельса охлаждают с помощью спрейера водным раствором полиакриламида (образец перемещают возвратно-поступательно) в течении 20 с, а затем - в циркулирующей воде, после чего осуществл ют самоотпуск. Общее врем активного охлаждени головки составл ет 40-42 с что примерно соответствует времени закалки по известному способу.

Как следует из таблицы, охлаждение 0,1-0,5%-ным водным раствором полиакриламида обеспечивает получение однородной структуры сорбита закалки в головке рельса до глубины 15 мм и твердости в заданных стандартом пределах (НВ 331-388). При меньшей концентрации полиакриламида (0,05%) охлаждающа способность водного раствора приближаетс к воде и в поверхностных сло х головки рельса по вл етс нежелательна структура троостита и мартенсита, котора при самоотпуске разупрочн етс в большей степени, чем сорбит закалки . При концентрации полиакриламида более 0,5% не обеспечиваетс требуема твердость в поверхностных сло х головки рельса, кроме того, ввиду повышенной в зкости водного раствора полиакриламида с концентрацией более 0,5% применение его, как показывает опробование, технологически нецелесообразно.

Охлаждение головки рельса водным раствором полиакриламида от до 450-300с в течение 10-20 с обеспечивает в интервале структурньпс превращений рельсовой стали (600450 С) скорость охлаждени , необходимую дл получени в поверхностных сло х металла оптимальной дл рельсов структуры сорбита закалки. Охлаждение поверхности в течение этого времени ниже приводит к по влению участков нежелательных структур промежуточного превращени 3 1 ( троостита, бейнита), а выше к недостаточной твердости. Охлаждение головки рельса водой после охлаждени водным раствором полиакриламида обеспечивает повышенный по сравнению с водным раствором полиакриламида отбор тепла и повышен ную скорость охлаждени глубинньрс слоев металла, благодар чему достигаетс требуемый уровень твердости и тип структуры (сорбит закалки) в средней части головки. При темпера туре поверхности 200-150°С достигает с достаточно высокий градиент темпе ратур между поверхностью и средней частью Головки, что позвол ет реализовать отбор тепла необходимой интен сивности. Охлаждение ниже недо пустимо, так как может привести к образованию трещин в рельсе. 74 Полиакриламид имеет отрицательный коэффициент растворимости в воде, т.е. с повышением температуры воды его растворимость з меньшаетс , и при 70-80 С он вьщел етс из раствора. При погружении нагретого рельса в водный раствор попиакриламцда на поверхности его образуетс пленка полимера, замедл к ца теплообмен между деталью и средой. Температуру водного раствора полиакриламида целесообразно поддерживать в пределах 20-35 0. Применение предлагаемого способа позвол ет улучшить однородность структуры и твердости по сечению головки термоупрочненных рельсов и, как следствие, повысить их сопротивл емость образованию дефектов при эксплуатации.

Claims

1. СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ РЕЛЬСОВ, включающий объемную аустенизацию, прерывистое охлаждение поверхности головки движущегося рельса и самоотпуск, отличающийся тем, что, с целью увеличения сопротивляемости образованию поверхностных дефектов на рельсах в эксплуатации за счет получения по сечению головки однородной структуры сорбита закалки, поверхность головки рельса охлаждают водным раствором полимера до 450 - 300^йС, а затем - водой до 200-150 С. „

2. Способ поп. 1,отличаю- © щ и й с я тем, что в качестве полимера применяют полиакриламид с кон- IV центрацией 0,1-0,5 мас.%. и >

1 1174487 2