SU1286636A1 - Способ термической обработки железнодорожных колес - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области металлургии, конкретнее к термической обработке железнодорожных колес. Целью изобретени   вл етс  повышение эксплуатационной надежности колес при отрицательной температуре. Способ включает аустенитизацию колеса, под- стукивание диска до температуры - (50-70) С, нагрев его до AJ., + (10-30) С, прерывистое охлаждение обода и диска и отпуск колеса. Применение способа позвол ет получить высокий комплекс механических свойств (Gg 820 МПа, У 45%, н-4о с МДж/м ) и благопри тные остаточные напр жени  на поверхности катани  (-100 МПа), что обеспечивает высокую эксплуатационную надежность колес. 2 табл. i (Л

Description

Изобретение относитс  к металлур-j гии, а именно к термической обработке железнодорожных колес.

Целью изобретени   вл етс  повышение эксплуатационной надежности колес при отрицательной температуре путем обеспечени  остаточного напр женного состо ни , преп тствующего распространению усталостных трещин.

Способ включает аустенитизацию колеса, подслуживание диска до тем- ператзфы Af. - (50-70)° С, нагрев его до АС + (10-30)°С, прерывистое охлаждение обода и отпуск колеса.

Предлагаемый способ использован дл  термической обработки железнодорожных колес диаметром 950 мм из стали с содержанием углерода 0,58%.

Колеса нагревали в электропечи с температурой 850 С 1,5 ч, диски ко лес прерывисто подстуживали из спейе ров в охлаждающем устройстве 15-20 с до 655-660 С интенсивность подачи во

ды 0,05

м м с

После подстуживани  днека колеса помещали в ту же печь и нагревали 12-20 мин. При этом температура диска достигала 750-755 С. Затем ободь  колес прерывисто охлаждали (по

известному способу). J

Предлагаемый способ обеспечивает

высокие прочностные, пластические и в зкие свойства материала диска кратковременным спрейерньгм подстуживани- ем диска водой ниже Ар дл  формировани  перлитной структуры с последующим отогревом в межкритический интервал температур А А, и охлаждением на воздухе. Такой режим термической обработки приводит к формированию в диске структур, состо щих из мелкозернистого перлита и равномерно распределенного феррита и обеспечиваю- щих высокую ударную в зкость матери

температурах. В способе-прототипе высока  прочность, пластичность и в зкость материала диска достигаютс  другим путем - интенсивным охлаждением диска со скоростью выше критической с формированием структур мартенсита и промежуточного типа, которые после от

J5

0

5 0,15

г 0 5

0

обеспечивающей скорость

эксплуатационную надежность диска при отрицательных температурах. Дл  высокой эксплуатационной надежности всего колеса необходима высока  стойкость обода к распространению термических трещин,,котора  в значительной степени повышаетс  при наличии в . нем сжимающих остаточных напр жений и снижаетс  при раст гивающих напр жени х . Предлагаемый способ обеспечивает формирование в ободе сжимающих напр жений, способ-прототип приводит к образованию в нем раст гивающих напр жений .

Дл  сравнени  проводили термообработку по известному способу: колеса после нагрева в печи до температуры 850 С помещали в охлаждающее устройство , прерывисто охлаждали обод и через 110 ч после начала охлаждени  обода охлаждали диск и переходы его в обод и ступицу в течение 70 с при интенсивности подачи охладител 

мз м с охлаждени  выше критической.

Все колеса подвергались отпуску в течение 2 ч при 500 С.

Остаточное напр женное состо ние колес оценивали по следующей методике: на рассто нии 40 мм от поверхности катани  на наружной стороне обода наносили две точки на рассто нии 100 мм. Колесо разрезали по радиусу между этими точками и измер ли изменение рассто ни  между точками .

Также проведена обработка колес по режимам, выход щим за граничные услови .

В табл. 1 приведены параметры дополнительной термической обработки колес.

В табл. 2 представлены механические свойства материала дисков колес, результаты контрол  остаточных напр жений и данные тензометрировани  остаточных напр жений.

Колеса 1 и 2 термически обрабатывались по предлагаемому способу с оптимальными значени ми параметров колеса 3-6 с значени ми параметров.

пуска привод т к образованию структу-55 выход щими за граничные услови , коры , состо щей из ферритной матрицы с короткими пластинками карбидной фазы. Таким образом, оба способа, предлагаемый и прототип, обеспечивают высокую

леса 7-8 - по способу-прототипу.

Данные табл. 2 показывают, что колеса 1 и 2 имеют высокий комплекс свойств материала диска и благоприлеса 7-8 - по способу-прототипу.

Данные табл. 2 показывают, что колеса 1 и 2 имеют высокий комплекс свойств материала диска и благопри312

 тные остаточные напр жени  в ободе, обеспечивающие их высохую эксплуатационную надежность. У колес 3-6 ударна  в зкость материала диска значительно ниже, особенно при отрицатель ных температурах. Снижение ударной в зкости материала диска колес 3 и 4 св зано с тем, что охлаждение диска до 680 и 685 С т.е. выше, чем Af - (50-70) С, недостаточно дл  фазового превращени  аустенита перед дополнительным нагревом в межкритическую область температур. Снижение ударной в зкости материала диска у колес 5 и 6 объ сн етс  тем, что при

дополнительном нагреве диски нагревались вьше АС, +(10-30)°С, а именно 785 и 790°С, что исключило превращени  в межкритической области и, следовательно , образование структуры мелкозернистого перлита и равномерно распределенного феррита, обеспечивающей высокую ударную в зкость материала диска, в том числе при от рицательных температурах.

Колеса 7 и В имеют неблагопри тные остаточные напр жени  на поверх20 20 15 15 20 20

ности катани , а следовательно, и невысокую эксплуатационную надежность .

Таким образом, предлагаемый способ позвол ет обеспечить эксплуатационную надежность колес при пониженных температурах и вместе с тем формирование благопри тной системы остаточных напр жений.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ термической обработки железнодорожных колес, включающий нагрев до температуры аустенитизации,независимое прерывистое охлаждение обода со скоростью выше критической и отпуск, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  эксплуатационной надежности при отрицательных температурах, перед охлаждением обода провод т подстуживание диска до температуры Ар - (50-70) С, затем осуществл ют нагрев колеса до достижени  температуры диска равной А,- + (10-30)° С.

   Таблица 1

   655 660 680 685 655 665

   755 750 740 745 790 785

   Таблица 2