SU1470786A1 - Method of hardening steel articles - Google Patents

Method of hardening steel articles Download PDF

Info

Publication number
SU1470786A1
SU1470786A1 SU874302846A SU4302846A SU1470786A1 SU 1470786 A1 SU1470786 A1 SU 1470786A1 SU 874302846 A SU874302846 A SU 874302846A SU 4302846 A SU4302846 A SU 4302846A SU 1470786 A1 SU1470786 A1 SU 1470786A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
temperature
cooling
durability
heating
water
Prior art date
Application number
SU874302846A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Ильич Попов
Виктор Ильич Гамиров
Владимир Леонидович Шагалов
Владимир Анатольевич Резников
Original Assignee
Уральское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта
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 Уральское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта filed Critical Уральское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта
Priority to SU874302846A priority Critical patent/SU1470786A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1470786A1 publication Critical patent/SU1470786A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к области металлургии, конкретнее к термической обработке деталей железнодорожного подвижного состава. Целью изобретени   вл етс  повышение сопротивлени  усталости и долговечности и снижение энергетических затрат. Способ включает нагрев локальных зон выше температуры Ас**3 путем наплавки слоев малоуглеродистой стали и охлаждение обдувом упрочн емой поверхности до температуры смежной зоны ниже 700 К при градиенте температур 50-250°С/см. Использование изобретени  позвол ет повысить долговечность деталей и снизить энергоемкость процесса термообработки. 2 з.п.ф-лы, 2 табл.The invention relates to the field of metallurgy, and more specifically to the heat treatment of railway rolling stock components. The aim of the invention is to increase the resistance to fatigue and durability and reduce energy costs. The method includes heating the local zones above the temperature A c ** 3 by surfacing layers of low carbon steel and cooling the blown surface to be cooled to a temperature of the adjacent zone below 700 K with a temperature gradient of 50-250 ° C / cm. The use of the invention allows to increase the durability of parts and reduce the energy intensity of the heat treatment process. 2 hp ff, 2 tab.

Description

1one

Изобретение относитс  к металлургии , конкретнее к термической обработке литых несущих деталей железнодорожного подвижного состава.The invention relates to metallurgy, and more specifically to the heat treatment of cast bearing parts of railway rolling stock.

Целью изобретени   вл етс  повышение сопротивлени  усталости и дол- , говечности и снижение энергетических затрат.The aim of the invention is to increase the resistance to fatigue and long-term life and reduce energy costs.

Упрочнение литых балочек производили из стали 20Л двутавровог о сечени  с преобладающей толщиной стенок 10 мм, высотой 80 мм, шириной полки 60 мм и пролетом между опорами 500мм. Наплавка производилась проволокой Св-08А в нижних углах таврового сопр жени  в продольном направлении ба- лочки на всю длину пролета. Площадь наплавки в поперечном сечении двутавра составл ла 4.,.6% от общей площади сечени .Hardening of cast beams was made of 20L steel I-beam with a section with a predominant wall thickness of 10 mm, a height of 80 mm, a flange width of 60 mm, and a span between the supports of 500 mm. The surfacing was performed with the Sv-08A wire in the lower corners of the T-joint mating in the longitudinal direction of the beam for the entire span. The weld area in the cross section of the I-beam was 4.,. 6% of the total area of the section.

При наплавке температура упрочн емой поверхности (z-iapysHou поверхности полки) составила 900 Cj, что  вилось результатом разогрева металла при наплавке в углах тавра.During surfacing, the temperature of the hardened surface (z-iapysHou of the surface of the shelf) was 900 Cj, which was the result of heating the metal during surfacing at the corners of the brand.

Охла;кдение нагретой при наплавке зоны со стороны нарулсной поверхности полки производилось обдунем водовоз- душной смесью с различным содержанием влаги и различным расходом до температуры наплавленной области двутавра 700 К (427°С). Градиент температур в направлении, нормальном упрочн емой поверхности, составил (50...250) град/см.Cooling; the cd of the zone heated during the surfacing from the side of the outer surface of the shelf was made by blowing an air-water mixture with different moisture content and different flow rates up to 700 K (427 ° C) weld area of the I-beam. The temperature gradient in the direction normal to the surface being hardened was (50 ... 250) degrees / cm.

Режимы наплавки и охлаждени  уп,- рочн емой зоны приведены в табл. 1,.The modes of surfacing and cooling of the pack, - of the hand zone, are given in Table. one,.

Результаты усталостных испытаний приведены в табл. 2.The results of fatigue tests are given in table. 2

жзгАzhzga

xfffiEaxfffiEa

V:a53 V: a53

ЭUh

Дл  сравнени  испытывались такие е балочки, упрочненные по известному способу (пример 16): нагрев до 930 С в печи, выдержка в течение 3 ч и диф- ,j ференцированное охлаждение обдувом водовоздушной смесью при оптимальных дл  предлагаемого способа параметрах, но до температуры углов таврового сопр жени  550°С.10For comparison, such beams strengthened by a known method (Example 16) were tested: heating up to 930 ° C in a furnace, aging for 3 hours and differential, j, diffusion cooling by an air / water mixture at the optimum for the proposed method, but up to temperature interface 550 ° С.10

Усталостные испытани  двутавровых балочек проводились на гидропульса- т.орной машине ЦДМ-ЮПу в режиме посто нного коэффициента асимметрии О,.29 на базе 10 циклов. Предел вы- 15 носливости определ лс  по результатам испытаний 6 балочек каждого варианта. Упрочнение (примеры 2, 3, 4, 7, 8, 11, 12, 14 и 15) повьшает предел выносливости в среднем на 37,2%. Это 20 объ сн етс  более высоким уровнем остаточных сжимающих напр жений, возникающих в нижней полке двутавровой балочки при дифференцированном охлаждении до 700 К и ниже, в отличие от 25 известного способа, при котором принудительное охлаждение заканчиваетс  выше температуры 820 К, Наименьший . предел вьшосливости получен в примерах 1, 6 и 10, зарактеризующихс  30 меньшими за вл емых пределов значени ми температзфного градиента ДТ. Дл  достижени  требуемого минимального температурного градиента 50 град/см необходимо, чтобы удельное тепловло- j жение было не ниже 5,0 кВт/см , содержание влаги в водовоздушной смеси не менее 0,5 об.% при расходе смеси не ниже 0,10 . Измерение уровней остаточных напр жений в упрочн - 40 емой зоне по сравниваемым способам, выполненное методом прорезани  канавки , показало, что при оптимальном режиме упрочнени  по предлагаемому способу средн   величина оста- j точных напр жений 230 МПа, в то врем  как по известному способу 156 МПа. При температурном градиенте больше 250 град/см остаточное сжимающие напр жени  составл ют свыше 300 МПа, что превышает предел текучести низколегированной мaлoyглepoдиctoй стали и вызывают короблени  упрочн емой зоны балочек.Fatigue tests of I-beams were carried out on a hydropulse-to-switch machine TsDM-YuPu in the mode of a constant asymmetry factor O, .29 on the basis of 10 cycles. The limit of endurance was determined by the test results of 6 beams of each variant. Hardening (examples 2, 3, 4, 7, 8, 11, 12, 14, and 15) increases the endurance limit by an average of 37.2%. This 20 is explained by a higher level of residual compressive stresses arising in the lower flange of the I-beam under differential cooling to 700 K and lower, in contrast to the 25 known method in which forced cooling ends above a temperature of 820 K, the lowest. the limit of excellence was obtained in examples 1, 6, and 10, with 30 lower claimed limits, the temperature gradient DT. To achieve the required minimum temperature gradient of 50 degrees / cm, it is necessary that the specific heat transfer rate is not lower than 5.0 kW / cm, the moisture content of the water / air mixture is at least 0.5% by volume, and the mixture consumption is not less than 0.10. Measuring the levels of residual stresses in the hardened zone using comparable methods, performed by the slotting method, showed that with the optimal hardening mode of the proposed method, the average value of j exact stresses is 230 MPa, while by the known method 156 MPa . When the temperature gradient is more than 250 degrees / cm, the residual compressive stress is over 300 MPa, which exceeds the yield strength of low-alloyed low-alloy steel and causes distortion of the reinforced zone of the beams.

При упрочнении продолжительность с процесса сокращаетс  более чем вWhen hardening, the duration of the process is reduced by more than

5 раз с меньшей энергоемкостью: дл  оптимального режима упрочнени  по известному способу энергоемкость 91,5 МДж, а дл  оптимального варианта 3 по, предлагаемому способу ; 56,9 МДж. По результатам испытаний трех деталей средн   долговечность до разрушени  составила 8,4-I D циклов , в то врем  как аналогичные детали упрочненные по известному способу вьщержали до разрушени  только 3 j 2 10® циклов.5 times with less energy: for the optimal hardening mode by a known method, the energy capacity is 91.5 MJ, and for the optimal variant 3 according to the proposed method; 56.9 MJ. According to the test results of the three parts, the average durability to failure amounted to 8.4-I D cycles, while similar parts strengthened by a known method were held to break only 3 j 2 10® cycles.

Применение предлагаемого способа в проьышленном производстве и при ремонте несущих деталей тележек грузовых вагонов позволит повысить грузоподъемность вагонов и безопасность двилсени  поездов без увеличени  металлоемкости.The application of the proposed method in industrial production and in the repair of load-bearing parts of freight car trucks will increase the load-carrying capacity of cars and the safety of two-way trains without an increase in metal consumption.

Claims (3)

1.Способ упрочнени  стальных Деталей, преимущественно литых профильных , включающий нагрев упрочн емой поверхности до температуры вьш1е oi,-у-превращени .и дифференцированное охлаждение, личающий- с   тем, что, с целью повьш1ени  сопротивлени  усталости и долговечности и снижени  энергетических затрат, осуществл ют локальную наплавку слоев малоуглеродистой стали в углах сопр жени , примыкающих к упрочн е- мо й поверхности стенок, обеспечивающую нагрев упрочн емой поверхности до температуры закалки, а охлаждение провод т обдувом упрочн емой поверхности водовоздушной смесью до достижени  в наплавленной области температуры ниже 700 К при градиенте температур в направлении, нормальном упрочн емой поверхности, (50 ... 250). град/см.1. The method of hardening steel parts, mainly cast profile ones, including heating the hardened surface to a temperature above oi, y conversion, and differential cooling, which is so that, in order to increase resistance to fatigue and durability and reduce energy costs, local deposition of layers of low carbon steel in the corners of the joint adjacent to the reinforced surface of the walls, providing heating of the strengthened surface to the quenching temperature, and cooling is carried out by blowing n by this surface until the water-air mixture in the build-up temperature region lower than 700 K at a temperature gradient in a direction normal reinforcement by this surface (50 ... 250). hail / cm 2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что локальный нагрев осуществл ют электродуговой наплавкой при удельном тепловложении (5...20) кВт/см.2. A method according to claim 1, characterized in that the local heating is carried out by arc welding at a specific heat input (5 ... 20) kW / cm. 3.Способ по пп. 1 и 2, отличающийс  тем, что теплоот- вод от упрочн емой поверхности производ т водовоздушной смесью при содержании в ней (О,5...3,5) об.% воды и расходе (0,1...054) .3. Method according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the heat sink from the hardened surface is produced by an air / air mixture at a content of (O, 5 ... 3.5)% by volume of water and consumption (0.1 ... 054). Таблица 1Table 1 ТаблицаTable Испытывались с короблени ми.Tested with warping.
SU874302846A 1987-07-13 1987-07-13 Method of hardening steel articles SU1470786A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874302846A SU1470786A1 (en) 1987-07-13 1987-07-13 Method of hardening steel articles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874302846A SU1470786A1 (en) 1987-07-13 1987-07-13 Method of hardening steel articles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1470786A1 true SU1470786A1 (en) 1989-04-07

Family

ID=21326554

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874302846A SU1470786A1 (en) 1987-07-13 1987-07-13 Method of hardening steel articles

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1470786A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 337416, кл. С 21 D 1/56, 1972. Авторское свидетельство СССР № 659635, кл. С 21 D 1/56, 1976. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2485187C2 (en) Cooling method of rail welding zone, cooling device for rail welding zone, and weld joint of rail
Saita et al. Trends in rail welding technologies and our future approach
Czyryca Advances in high strength steel technology for naval hull construction
Fujibayashi et al. JFE Steel’s advanced manufacturing technologies for high performance steel plates
US4375995A (en) Method for manufacturing high strength rail of excellent weldability
CN102361725B (en) Device and method for cooling welded rail section
US4082577A (en) Process for the heat treatment of steel
CN1189858A (en) Low-alloy heat-treated pearlitic steel rails with excellent wear resistance and welding characteristics and process for prodn. thereof
WO2023284187A1 (en) Method for laser strengthening and toughening treatment of steel rail welding joint
CN113621881B (en) Method for improving low-temperature toughness of medium-carbon steel rail welded joint
CN109023127A (en) Corrosion-resistant rail in high speed railway production method
SU1470786A1 (en) Method of hardening steel articles
US2429320A (en) Method of stress-relief of welded structures
KR101273419B1 (en) Metallic slag pot with new structure and a manufacturing method thereof
JPH03249127A (en) Shot peening treatment for rail-welded joint
JPS6324045A (en) Wear resistant rail having high performance and superior capacity to stop propagation of unstable rupture
JPS5993837A (en) Improvement of fatigue failure resistance of weld zone of rail
CN113123178A (en) Frog, preparation method thereof and railway turnout
CN1403598A (en) Laser phase change reinforcing method to reinforce gradient structure
Tawfik et al. Modifying residual stress levels in rail flash-butt welds using localised rapid post-weld heat treatment and accelerated cooling
CN212145068U (en) Automatic welding equipment with vibration strengthening function
CN115261722B (en) Low-carbon complex-phase bainite steel rail and preparation method thereof
CN115287442B (en) Postweld heat treatment method for high-carbon microalloyed steel rail
JPH1192867A (en) Low segregation pearlitic rail excellent in wear resistance and weldability and its production
JPS6364499B2 (en)