SU1735395A1 - Способ термической обработки цельнокатаных железнодорожных колес - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области черной металлургии, в частности к прокатному производству, и может быть использовано при производстве железнодорожных колес. Целью изобретени   вл етс  снижение энергоемкости процесса без снижени  служебных характеристик. Колесо нагревают до 850°С. После аустенизации прерывистое охлаждение обода осуществл ют в течение 200 с до его среднемассовой температуры 300°С. Затем партию колес помещают в отключенный колодец при 390°С, выдерживают в нем колеса в течение 40 мин, затем включают колодец на технологическую температуру отпуска 470°С и выдерживают их дополнительно в течение 60-80 мин. 3 табл. сл

Description

Изобретение относитс  к области металлургии , в частности к термической обработке железнодорожных колес.

Известны способы термической обработки железнодорожных колес, включающие нагрев колеса до температуры аустенизации, выдержку при этой температуре , термоупрочнение обода колеса в горизонтальном или вертикальном положении в охлаждающем устройстве, подстуживание на воздухе и отпуск при оптимальной температуре .

Недостатком известных способов  вл етс  высока  энергоемкость процессов.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ термической обработки железнодорожных колес, включающий нагрев до температуры аустенизации, прерывистое охлаждение обода, подстуживание в течение 35-45 мин на воздухе и отпуск партии

колес в отапливаемых колодцах при 450- 500°С.

Недостатком известного способа  вл етс  его высока  энергоемкость. Это обусловлено тем, что после выдачи из закалочной машины элементы колеса имеют значительную разницу в температуре, так как охлаждению водой подвергаетс  только обод, Дальнейшее подстуживание стоп колес сохран ет разницу в температуре между элементами колеса в св зи с тем, что удельна  поверхность обода и диска значительно больше, чем удельна  поверхность ступицы. Выравнивание температуры в элементах колеса занимает значительное врем , составл ет 50-60% всей продолжительности отпуска и требует значительных энергозатрат.

XJ CJ

СЛ

ico

;Ю

сл

Цель изобретени  - снижение энергоемкости процесса без снижени  служебных характеристик колес.

Указанна  цель достигаетс  тем, что согласно способу термической обработки цельнокатаных железнодорожных колес, включающему нагрев до температуры аус- тенизации, прерывистое охлаждение обода и отпуск партии колес в отапливаемых колодцах охлаждение обода ведут до средне- массовой температуры 300-320°С, затем партию колес помещают в отключенный колодец с температурой 320-390°С, выдерживают 30-40 мин и осуществл ют нагрев до температуры отпуска с выдержкой 60-80 мин.

Прерывистое охлаждение обода осуществл ют до его среднемассовой температуры 300-320°С. Охлаждение обода до такой температуры обеспечивает получение оптимальной структуры, представл ющей собой ферритоцементитную смесь с пластинчатыми карбидами, а также без вс ких энергозатрат позвол ет выйти партии колес на начальной стадии отпуска на технологическую температуру отпуска за счет остаточного тепла ступиц.

Охлаждение обода ниже 300°С приведет в образованию мартенсита закалки. Така  структура после отпуска имеет низкую износостойкость и сопротивление усталостному выкрашиванию по сравнению с пластинчатыми продуктами распада аустенита. Охлаждение обода выше 320°С приведет при последующем отпуске к нагреву выше технологической температуры отпуска и, как следствие, к значительному разупрочнению ,

После прерывистого охлаждени  в закалочной машине партию колес помещают в отключенный колодец при 320-390°С и выдерживают в нем в течение 30-40 мин, что позвол ет существенно сократить разницу в температуре элементов колеса за счет перераспределени  тепла. Указанную выше температуру имеет отпускной колодец в момент загрузки очередной партии колес на отпуск. Врем  выдержки на данной стадии выбрано равным 30-40 мин, зависит от химического состава стали, т.е. от степени перегрева ступицы колеса относительно обода после упрочнени , В этот период происходит охлаждение ступицы колеса и одновременно разогрев обода. Сокращение времени на данной стадии не позволит ступице приобрести технологическую температуру отпуска, а увеличение продолжительности выдержки приведет к остыванию ступицы ниже технологической температуры.

Отпуск партии колес на данной стадии ведетс  при выключенных электронагревател х , т.е. без каких-либо энергозатрат, за счет перераспределени  остаточного тепла

ступиц.

Затем включают колодец на технологическую температуру отпуска в течение 60- 80 мин. В этот период происходит выравнивание температуры в элементах ко0 лес (в основном разогрев обода до технологической температуры), и колес по высоте стопы. Продолжительность выдержки на данной стадии менее 60 мин не достаточна дл  гарантированного завершени  процес5 сов отпуска и формировани  наиболее благопри тной системы остаточных напр жений. Выдержка более 80 мин нецелесообразна , так как элементы колеса и сами колеса по высоте стопы имеют

0 одинаковую температуру (главное условие, преследуемое операцией отпуска дл  деталей сложной конфигурации). Следовательно отпадает необходимость в расходе электроэнергии.

5 Предлагаемый способ термической обработки позвол ет значительно сократить расход электроэнергии при отпуске, так как при включенных электронагревател х парти  колес находитс  в течение 30-50 мин, в

0 отличие от известного способа, при котором нагреватели работают в течение 70-75 мин. Благодар  выбору оптимальных темпе- ратурно-временных параметров ведени  отпуска гарантируютс  высокие служебные

5 характеристики колес (не ниже служебных характеристик колес, обработанных по известному способу).

Использовали серийно изготовленные колеса ф 957 мм трех плавок, химический

0 состав которых приведен в табл.1.

Параметры термической обработки железнодорожных колес приведены в табл.2. Во всех группах колес определ лись механические свойства и оценивалс  расход

5 электроэнергии при отпуске партии колес (6 шт.). Данные сведены в табл.3.

Применение предлагаемого способа обеспечивает экономию электроэнергии (30-37%) без снижени  служебных характе0 ристик колес.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ термической обработки цельнокатаных железнодорожных колес, включающий нагрев до температуры аустенизации,

   5 прерывистое охлаждение обода и отпуск партии колес в отапливаемых колодцах, о т- личающийс  тем, что, с целью снижени  энергоемкости процесса без снижени  служебных характеристик колес, охлаждение обода ведут до среднемассовой температуры 300-320°С, затем партию колес помещают в отключенный колодец с температурой 320-390°С, выдерживают 30-40 мин и осуществл ют нагрев до температуры отпуска с выдержкой 60-80 мин.

   Т а б л и ц а 1

   Табпи ца2

   Табл.ицаЗ