SU804702A2 - Способ термической обработкиРЕльСОВ - Google Patents
Способ термической обработкиРЕльСОВ Download PDFInfo
- Publication number
- SU804702A2 SU804702A2 SU792753049A SU2753049A SU804702A2 SU 804702 A2 SU804702 A2 SU 804702A2 SU 792753049 A SU792753049 A SU 792753049A SU 2753049 A SU2753049 A SU 2753049A SU 804702 A2 SU804702 A2 SU 804702A2
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- depth
- rails
- heating
- surface hardening
- heat treatment
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Description
(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ РЕЛЬСОВ
Изобретение огноситс к термической обработке металлов и может быть исполь зовано при производстве железнодорожни рельсов из высокоуглеродистой и низколегированной сталей. По основному авт. св. Ns 434113 известен способ термической обработки рельсов, заключающийс в том, что дл повышени контактной усталостной прочности , после объемной закалки производ т поверхностную закалку головки рельса с нагрева ТВЧ в упруро-«апр женном сост нии и повгооный отпуск 1. к недостаткам этого способа можно отнести то, что при термообработке зерно аустенита измельчаетс лишь до 1О11 баллов на глубину до 3-4 мм, а остальна часть металла закаленного сло (до 12 мм) остаетс практически без изменени и размер зёрна соответствует 7-8 баллам. В результате такого распре делени величины зерна аустенита tto сечению закаленного сло на относительно низком уровне наход тс ударна в зкость и пластичность. Параметры конструктивной прочности высокопрочных рельсов как, например, предел контактной вьгаосливости ( (э ке, ) и износ ( ) составл ют соответственно: 340 кгс/мм и 0,19S5 г. Данные показатели свойств не в полной мере обеспечивают повышение сопротивл емости контактно-усталостным повреждени м и износу, так как они незначительно отличаютс от свойств, полученных при обычной закалке с нагрева ТВЧ, которые составл ют 6va - 330 гкс/мм и -гг-0,2121 г. Недостатки обусловлены небольшой глубиной (пор дка 3-4 мм) залегани структуры закалки с мелким зерном, а также относительно резким изменением твердости по сечению закаленного сло , начина с глубины 3-4 мм и отсутствием так называемой площадки твердости глубиной S мм.
Цель изобретени - повышение кон- такгной выносливости и ианосостойкосги рельсов.
Указанна цель достигаетс тем, что после объемной закалки в Jkидкocти, отпуска , поверхностной закалки головки рельса в упруго-«апр женном состо нии и повторного отпуска, провод т дополнительную поверхностную закалку головки
рельса на глубину, не превышающую половины глубины закаленного сло после первой поверхностной закалки.
Рельсы после прокатки подвергают объемной термообработке-закалке в масле и высокому отпуску при 600 С, закалке в гор чих средах или же сфероиди™ зируюш:ему отжигу.
Наиболее оптимальной предварительной термообработкой перед термоциклированием , т. е. повтор ющимис поверхностными закалками с нагрева ТВЧ, вл етс сфероидизирующий отжиг, так как он в наибольшей степени способствует измельчению и сфероидизации карбидов, а также равномерному их распределению, в результате чего дл получени дисперсно структуры с мелким аустенитным зерном требуетс значительно меньшее количество циклов поверхностной закалки.
После предварительной термобработки производ т первую поверхностную закалку с индукционного нагрева ТВЧ на глубину 12-16 мм, на твердость пор дка НВ 350-370, после чего производ т послеаук )щую поверхностную закалку с нагрева ТВЧ на глубину 6-8 мм (т. е. на глубину не превышающую половину глубины закаленного сло после первой поверхностной закалки).
В результате предложенного спосбба термической обработки так называемого малого термоциклировани , в металле головки рельсов на глубине 6-8 мм обеспечиваютс : измельчение зерна аустени- та до 12-13 баллов; наличие так называемой площадки твердости на глубине 6-8 мм.
После повторной поверхностной закалки с нагрева ТВЧ структура металла становитс еще более дисперсной, при этом карбиды станов тс более мелкими и равномерно распределенными с ферритной составл ющей. Наличие в закаленном слое мелкодисперсной структуры в сочетании с мелким зерном аустенига способ ствует понижению порога хладноломкости и увеличению контактной выносливости, а измельчение карбидов и их плотное расположение в ферритной составл ющей
способствуют повышению износостойкости .
Уменьшение глубины закаленного сло во врем повторного нагрева ТВЧ до 6-8 мм по сравнению с глубиной закаленного сло 12-16 мм, полученного после первой поверхностной закалки с нагрева ТВЧ, обеспечиваетс за счет снижени общей температуры закалки с 980-1020 до 930-94О°С и увеличени скорости перемещени рельсов в закалочном агрегате с 15 до 30-35 мм/с при неизменных остальных технологических параметрах термообработки.
Выбор граничных параметров обусловлен тем, что последующую поверхностную закалку производ т на глубину до 6-8 мм. Эта глубина закалки вл етс оптимальной, так как перекрывает зону максимальных касательных напр жений, расположенных на глубине 5 мм от поверхности катани головки рельса. В св зи с этим. Глубина закаленного слой после последующей поверхностной закалки с нагрева ТВЧ до 5 мм не перекрывает зону максимальных касательных напр жений , следовательно, не отвечает поставленным требовани м, а выше 8 мм глубина закаленного сло становитс лишней, так как наличие высокой твердости на глубине более 6-8 мм увеличивает жесткость рельса, как конструкции.
В результате термической обработки рельсов по предложенному способу, включающему предварительную объемную термообработку , состо щую из улучшени или сфероидизируюшего отжига, и последующего малого термоциклировани головки рельса путем поверхностной закалки с нагрева ТВЧ в упруго-напр женном состо нии структура металла по поперечному сечению профил рельса располагаетс следующим образом: первый (верхний) закаленный слой глубиной 6-8 мм (т. е. слой, равный половине глубины закаленного сло после первой поверхностной закалки) состоит из мелкодисперсной структуры (типа троостита) с мелкими и плотно расположенными карбидами и мелким зерном аусгенита. Далее на глубине от 6-8 до 12-16 мм располагаетс второй (нижний) закаленный слой с менее дисперсной структурой (троостосорбит , сорбит закалки), котора на глубине свыше 12-16 мм переходит в структуру, полученную при объемном сфероидизирующем отжиге, т. е. структуру зернистый перлит. Такое соотношение глубины закаленного сло после первой и вторьй поверхносгной закалки вл етс наиболее оптимальным, также с точки зрени плавности изменени твердости и структуры по глубине. Кроме того, такое сочетание структу металла по профилю рельса будет способ ствовать повышению контактной вьшосли Е-исти и обеспечит надежность рельсов при эксплуатации в пути. На чертеже изображено послойное рас положение микроструктуры по сечению профил рельса, закаленного по предложенному способу где 1 - верхний слой, полученный посл поверхностных закалок с нагрева ТВЧ, т. е. после малого термоциклировани ; 2 - нижний слой, полученный после первой поверхностной закалки с нагрева ТВЧ; 3 - оставша с часть металла пос ле предварительной объемной термообраббтки , т. е. после сфероидизирующего отжига на зернистый перлит. Термическую обработку рельсов по предлагаемому способу целесообразно пр водить по следующей технологической схеме: после прокатки рельсы из высоко углеродистой (0,81-0,86% углерода) Ил низколегированной стали подвергают пред варительной объемной термической обработке , котора может быть трех видов - улучшение, закалка в гор чих средах и сфероидизирующий отжиг. Улучшение - нагрев рельсов до 860 С выдержка 1 ч охлаждение в масле, отпуск при 6ОО-65О С р течение 2 ч и охлаждение на воздухе. Закалка в гор чих средах - нагрев рельсов до 86О-96О С, выдержка 4О- 50 мин, температура изотермической выдержки - 300-450°С, врем выдержк Ю - 35 мин. Сфероидизирующий отжиг - нагрев рел сов до , выдержка Г ч, охлаждени на воздухе или же со скоростью, не превышающей 8 С/с до 5ОО С, загрузка в печь, нагретую до 500, нагрев со скоростью 50-60 С/ч до 710 С, выдержка при этой температуре 3 ч ргслаж дение в печи со скоростью 30 С/ч до 600 С, выдержка при этой температуре 1-2 ч и последующее охлаждение на воздухе . После предварительной объемной терм обработки рельсы подвергают поверхностной закалке с нагрева ТВЧ, при этом технологические параметры термообработ ки следующие. Нагрев головки рельса до 980°С; частота тока - 2400 Гд; скорость перемещени рельсов в агрегате 15 мм/с; охлаждение сжатым воздухом при 3,5 - 4 атм, температуры самротпуска - 450°С. После первой поверхностной закалки с нагрева ТВЧ рельсы подвергают доправке на штемпельном прессе н затем снова - поверхностной закалке с нагрева ТВЧ при следующих технологических параметрах термообработки. Нагрев головки рельса до 930-940 С частота тока 2400 Гц; скорость перемещени рельсов в агрегате - 30 мм/с вид охлаждени - водовоздушна смесь} расход воды в водовоздушной смеси - 12-2,5 л/мин, давле- ние воздуха в водовоздушной смеси 2 ,0 атм, температура самоотпуска - 450°С. В результате термической обработки в металле головки рельса на глубине 7 мм образуетс мелкодисперсна структура троостит закалки (слой 1) с мелкими плотно расположенными карбидами в ферритной составл ющей, после чего на глубине от 7 до 15 мм располагаетс структура троостосорбит, сорбит закалки (слой 2). При этом металл остальных элементов профил рельса (центральна часть головки, шейка и подошва) имеют структуру зернистого перлита (т.е. струк- гуру после сфероидизирующего отжига). Способ термической обработки рельсов характеризуетс результатами, приведенными в таблице. Изобретение по сравнению с прототипом обеспечит повышение контактной выносливости на 16% и износостойкости на 18% за счет проведени предварительной объемной термообработки рельсов и малого термоциклировани . По сравнению с известным аналогичным техническим решением изобретение обладает следующими преимуществами. Отпадает необходимость в проведении отпуска После первой поверхностной закалки с нагрева ТВЧ получают дисперсную структуру с плотным расположением карбидов и мелким зерном аустенита на глубину, превышающую глубину залегани максимальных касательных напр жений , способству тем самым повышению контактной выносливости и износостойкости головки рельса, а также понижению температуры порога хладнопс 1кости; за счет однородности структуры -верхнего закаленного сло глубиной до 6-8 мм, образующегос после малог о термо- циклировани , обеспечиваетс наличие площадки твердости, способствующей величению сопротивлени зарождени
78047028
усталостных трещин и их последующее счет повышени эксплуатационной развитие впроцессе эксплуатации.стойкости рельсов в 1,4-1,5 раза
Эконс лический эффект от нсполь- по сравнению с закрепленными в зованк изобретени получаетс за масле.
Claims (1)
- Формула изобретенияСпособ термической обработки рельсов по авт. св. № 434113, отличающийся тем, что, с целью повышения контактной выносливости и износостойкости, после поверхностной закалки проводят дополнительную поверхностную за калку головки рельса на глубину, не превышающую половины глубины закаленного слоя после первой поверхностной закалки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792753049A SU804702A2 (ru) | 1979-04-16 | 1979-04-16 | Способ термической обработкиРЕльСОВ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792753049A SU804702A2 (ru) | 1979-04-16 | 1979-04-16 | Способ термической обработкиРЕльСОВ |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU434113 Addition |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU804702A2 true SU804702A2 (ru) | 1981-02-15 |
Family
ID=20822214
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU792753049A SU804702A2 (ru) | 1979-04-16 | 1979-04-16 | Способ термической обработкиРЕльСОВ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU804702A2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4200545A1 (de) * | 1992-01-11 | 1993-07-15 | Butzbacher Weichenbau Gmbh | Gleisteile sowie verfahren zur herstellung dieser |
-
1979
- 1979-04-16 SU SU792753049A patent/SU804702A2/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4200545A1 (de) * | 1992-01-11 | 1993-07-15 | Butzbacher Weichenbau Gmbh | Gleisteile sowie verfahren zur herstellung dieser |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4714500A (en) | Method for thermal treatment of pearlitic rail steels | |
CA2218788C (en) | A process for austempering ductile iron | |
CA1193948A (en) | Case hardening method for steel parts | |
US4575397A (en) | Rail having high resistance to wear in its head and high resistance to rupture in its foot | |
US3519497A (en) | Method for the thermal treatment of steel rails | |
US3895972A (en) | Thermal treatment of steel | |
SU804702A2 (ru) | Способ термической обработкиРЕльСОВ | |
US4666533A (en) | Hardenable cast iron and the method of making cast iron | |
JP4061003B2 (ja) | 高周波焼入れ性と冷鍛性に優れた冷間鍛造用棒線材 | |
US3826694A (en) | Thermal treatment of steel | |
CN1107736C (zh) | 齿轮用微变形渗碳钢及热加工工艺 | |
CN1116250A (zh) | 高淬透性热轧钢球及其热处理方法 | |
JPS6286125A (ja) | 高強度高靭性熱間圧延鋼材の製造方法 | |
JP3454869B2 (ja) | 高炭素鋼板の連続焼鈍による球状化焼鈍方法 | |
JPS63161117A (ja) | 高強度高靭性熱間圧延鋼材の製造方法 | |
Liu et al. | Cooling process and mechanical properties design of high carbon hot rolled high strength (HRHS) steels | |
US3922181A (en) | Thermal treatment of steel | |
CN86107204A (zh) | 球墨铸铁的高频等温淬火 | |
CN111471929B (zh) | 无碳化物贝氏体的免调质齿轮用钢及其生产方法 | |
CN1487111A (zh) | 热处理用碳素钢轨钢 | |
ATE239096T1 (de) | Verfahren zum herstellen eines mechanischen werkstücks mit mindestens ein mittels induktion oberflächengehartetes teil und also hergestelltes werkstück | |
JPS6196054A (ja) | 球状黒鉛鋳鉄及びその製造方法 | |
US3196053A (en) | Production of heat-treated sheets | |
JPS6237690B2 (ru) | ||
SU901302A1 (ru) | Способ термической обработки литых аустенитных сталей |