SU837070A1 - Method of heat treatment of rails - Google Patents

Method of heat treatment of rails Download PDF

Info

Publication number
SU837070A1
SU837070A1 SU772442058A SU2442058A SU837070A1 SU 837070 A1 SU837070 A1 SU 837070A1 SU 772442058 A SU772442058 A SU 772442058A SU 2442058 A SU2442058 A SU 2442058A SU 837070 A1 SU837070 A1 SU 837070A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
rails
head
heat treatment
heating
rail
Prior art date
Application number
SU772442058A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Д.С. Казарновский
А.П. Бабич
В.Е. Сапожков
Е.А. Верещага
А.Н. Заннес
Л.Я. Шнаперман
Original Assignee
Украинский научно-исследовательский институт металлов
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 Украинский научно-исследовательский институт металлов filed Critical Украинский научно-исследовательский институт металлов
Priority to SU772442058A priority Critical patent/SU837070A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU837070A1 publication Critical patent/SU837070A1/en

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Description

Изобретение относится к области термической обработки рельсов и может быть использовано на металлургических заводах, производящих рельсы.The invention relates to the field of heat treatment of rails and can be used in metallurgical plants producing rails.

Известен способ термической обработки рельсов, включающий объемную закалку в масле, отпуск при 600—650° С, последующий нагрев ТВЧ, охлаждение с определенной скоростью и повторный отпуск (или самоотпуск) при температуре 400° С.A known method of heat treatment of rails, including bulk quenching in oil, tempering at 600-650 ° C, subsequent heating of the high-frequency television, cooling at a certain speed and re-tempering (or self-tempering) at a temperature of 400 ° C.

Существенным недостатком способа является наличие высоких, остаточных напряжений и неблагоприятное их распределение, что не позволяет существенно повысить контактно—усталостную прочность. Кроме того, данный способ 15 термообработки рельсов характеризуется большой технологической сложностью.A significant disadvantage of this method is the presence of high residual stresses and their unfavorable distribution, which does not significantly increase the contact fatigue strength. In addition, this method 15 of heat treatment of rails is characterized by great technological complexity.

Известен также способ термической обработки рельсов, включающий нагрев поверхности головки рельсов ТВЧ и охлаждение вначале водовоздушной смесью, затем маслом при помощи спрейера и окончательное охлаждение водовоздушной смесью.There is also known a method of heat treatment of rails, including heating the surface of the head of the high-frequency rail and first cooling with a water-air mixture, then with oil using a sprayer and final cooling with a water-air mixture.

При таком способе закалки рельсов появляется перепад твердости по сечению закаленного слоя. Кроме того, требуется наличие дорогостоящего оборудования для оборотного цикла масла, отсоса паров, а также подогрева и замены масла, что усложняет технологический процесс.With this method of hardening rails, a difference in hardness appears over the cross section of the hardened layer. In addition, the need for expensive equipment for the oil cycle, vapor extraction, as well as heating and oil changes, which complicates the process.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ термов обработки рельсов, включающий соединение рельсов в непрерывную нить, упругий изгиб, нагрев токами высокой частоты рельсов поц всей длине, охлаждение водовоздушной смесью и последующий самоотпуск. Максимальная температура нагрева металла головки рельса под закалку по этой технологии составляет 9801020°С. Однако водовоздупиая смесь, применяемая для охлаждения головки рельсов, нестабильна. В период закалки могут изменяться также ее параметры, как давление воздуха, расход воды, температура воды, которые не реагирукигся автоматически. В связи с этим закаленные рельсы некоторых партий имеют повышенные остаточные напряжения на поверхности катания, недостаточно однородную микро- структуру (по зерну), неоднородную твердость по длине рельса, а это снижает конструктивную прочность рельсов.The closest in technical essence to the claimed method is a method of terms for processing rails, including connecting the rails into a continuous thread, elastic bending, heating with high-frequency currents of rails throughout the entire length of the rails, cooling with a water-air mixture and subsequent self-tempering. The maximum temperature for heating the metal of the rail head for quenching by this technology is 9801020 ° C. However, the water-liquid mixture used to cool the rail head is unstable. During the quenching period, its parameters, such as air pressure, water flow, water temperature, which do not react automatically, can also change. In this regard, the hardened rails of some batches have increased residual stresses on the rolling surface, insufficiently homogeneous microstructure (grain), heterogeneous hardness along the length of the rail, and this reduces the structural strength of the rails.

Целью изобретения является повышение конструктивной прочности закаленных рельсов.The aim of the invention is to increase the structural strength of hardened rails.

Поставленная цель достигается тем, что после поверхностного непрерывно—последовательного нагрева токами высокой частоты головку подстуживают до 900±J 0° С, охлаждают со скоростью 70—120 град/с до 150—200° С, затем производят повторный нагрев головки на глубину 8—9 мм до температуры ТАсз+20°С, но не выше 800%, и подошвы ниже TAcl на 30—50°С,' после чего охлаждают со скоростью 20—30 град/с I головку до 380—450° С, а подошву до 320— 400° С.This goal is achieved by the fact that after the surface is continuously — sequentially heated by high-frequency currents, the head is bent to 900 ± J 0 ° C, cooled at a speed of 70–120 deg / s to 150–200 ° C, then the head is reheated to a depth of 8– 9 mm to a temperature of TAc + 20 ° С, but not higher than 800%, and soles below TAcl by 30–50 ° С, after which they are cooled at a speed of 20–30 degrees per second; I head to 380–450 ° С, and the sole up to 320-400 ° C.

Такой способ закалки может быть осуществлен в устройстве роликового типа, в котором рельсовая проба в процессе термообработки непрерывно— последовательно перемещается между верхними и нижними роликами, расположенными в шахматном порядке.Such a hardening method can be carried out in a roller type device in which a rail sample during the heat treatment continuously moves sequentially between the upper and lower rollers arranged in a checkerboard pattern.

Головку рельса нагревают индукторами, расположенными между верхними и нижними роликами, до 980°С. По выходе из зоны нагрева головку подстуживают до 900° С, после чего охлаждают водовоздушной смесью со скоростью 70—120 град/с до 180°С на структуру троостомартенсит.The rail head is heated by inductors located between the upper and lower rollers to 980 ° C. Upon leaving the heating zone, the head is chilled to 900 ° C, after which it is cooled with a water-air mixture at a speed of 70–120 deg / s to 180 ° C on the troostomartensite structure.

При дальнейшем перемещении в устройстве рельсовая проба поступала в зону вторичного нагрева ТВЧ, при этом нагревались головка и подошва одновременно: головка до 790°С, а подошва до 690° С, после чего горячей водой (50—70°С) при помощи спрейера производили охлаждение указанных элементов рельса со скоростью 25 град/с. При этом головку охлаждали до 420° С, а подошву до 370° С.With further movement in the device, the rail sample entered the secondary heating zone of the HDTV, while the head and sole were heated simultaneously: the head to 790 ° C and the sole to 690 ° C, after which hot water (50-70 ° C) was made using a sprayer cooling of said rail elements at a speed of 25 deg / s. In this case, the head was cooled to 420 ° C, and the sole to 370 ° C.

Предлагаемый способ термической обработки рельсов позволяет получать термообработанные рельсы с высоким уровнем прочностных и пластических свойств, обеспечивающих высокую усталостную прочность, а также с меньшим уровнем сжимающих остаточных напряжений в головке за счет одновременного охлаждения с одинаковой скоростью ее и подошвы при· повторной термообработке.The proposed method of heat treatment of rails allows to obtain heat-treated rails with a high level of strength and plastic properties, providing high fatigue strength, as well as with a lower level of compressive residual stresses in the head due to simultaneous cooling with the same speed of it and the sole during repeated heat treatment.

Термообработка рельсовых проб (с содержанием 0,75 град/с) по данному способу позволяет получать следующие результаты:Heat treatment of rail samples (with a content of 0.75 deg / s) by this method allows to obtain the following results:

твердость на поверхности катания —hardness on the rolling surface -

388 НВ;388 HB;

структура закаленного слоя с поверхности и на глубину 8—9 мм — троостосорбит закалки;the structure of the hardened layer from the surface and to a depth of 8–9 mm — troostosorbite hardening;

на глубине 9—22 Мм — структура отпущенного мартенсита;at a depth of 9-22 mm - the structure of tempered martensite;

предел прочности - 138-142 кГ/мм2; предел текучести - 101-103 кГ/мм2; относительное удлинение — 16-17%; относительное сужение - 51-54$;tensile strength - 138-142 kg / mm 2 ; yield strength - 101-103 kg / mm 2 ; elongation of 16-17%; relative narrowing - $ 51-54;

ударная вязкость при +20°С — 3,6—3,8 кГ/см1 20 предел усталости — 58 кГ/мм2;impact strength at + 20 ° С - 3.6-3.8 kg / cm 1 20 fatigue limit - 58 kg / mm 2 ;

предел усталости в улучшенном состоянии — 60 кГ/мм2;fatigue limit in an improved condition - 60 kg / mm 2 ;

величина действительного зерна в закаленном слое — 9—10 балл.the value of the actual grain in the hardened layer is 9-10 points.

Claims (1)

Изобретение относитс  к области термической обработки рельсов и может быть использовано на металлургических заводах, производ щих рельсы. Известен способ термической обработки рельсов, включающий объемную закалку в масле, отпуск при 600-650° С, последующий нагрев ТВЧ, охлаждение с определенной скоростью и повторный отпуск (или самоотпуск) при температуре -v 400° С. Существенным недостатком способа  вл етс наличие высоких, остаточных напр жений и неблагопри тное их распределение, «гто не позвол ет существенно повысить контактно-усталостную прочность. Кроме того, данный способ термообработки рельсов характеризуетс  большой технологической сложностью. Известен также способ термической обработ ки рельсов, включающий нагрев поверхности головки рельсов ТВЧ и охлаждение вначале водовоздзтпной смесью, затем маслом при помощи спрейера и окончательное охлаждение водовоздушной смесью. При таком способе закалки рельсов по вл етс  перепад твердости по сечению закаленного сло . Кроме того, требуетс  наличие дорогосто щего оборудовани  дл  оборотного Е(икла масла , отсоса паров, а также подогрева и замены масла, что усложн ет технологитеский процесс. Наиболее близким по технической сущности к за вл емому способу  вл етс  способ TepMOij обработки рельсов, включающий соедииение рельсов в непрерывную нить, упруг к изгиб, нагрев токами высокой частоты рельсов пои всей длине, охлажденне водсвоздущной смесью и последующий самоотпуск. Максимальна  температура нагрева металла головкн рельса под закалку по этой технологии составл ет 9801020 С . Однако водовоздуиша  смесь, пртмеи ема  дл  охлаждени  головки рельсов, нестабильна . В пертод закалки могут измен тьс  также ее параметры, как давление воздуха, расход воды, температура воды, которые не реагируютс  автоматичесцо. В св зи с этим закаленные рельсы некоторых партий имеют повыщенные остаточные напр жени  на поверхности катани , недостаточно однородную микро3837 структуру (по зерну), неоднородную твердость по длине рельса, а это снижает конструктивную прочность рельсов. Целью изобретени   вл етс  повышение конструктивной прочности закаленных рельсов Поставленна  цель достигаетс  тем, что после поверхностного непрерьшно-последовательного нагрева токами высокой частоты головку подстуживают до 900ilO°C, охлаждают со скоростью 70-120 град/с до 150-200С, затем производ т повторный нагрев головки на глубину 8-9 мм до температуры ТАсз+20°С, но не выше 800%, и подошвы ниже TAcl на 30-50°С, после чего охлаждают со скоростью 20-30 град/с головку до 380-450° С, а подошву до 320- 400° С. Такой слособ закалки может быть осуществлен в устройстве роликового типа, в котором рельсова  проба в процессе термообработки непрерьшно-последовательно перемещаетс  между верхними и нижними роликами, располо женными в щах|С1атном пор дке. Головку рельса нагревают индукторами, расположенными между верхними и нижними роликами, до 980°С. По выходе из зоны нагрева головку подстуживают до 900° С, после чего охлаждают водовоздущной смесью со скоростью 70-120 град/с до 180°С на структуру троостомартенсит. При дальнейшем перемещении в устройстве рельсова  проба поступала в зону вторичного нагрева ТВЧ, при этом нагревались головка и подошва одновременно: головка до 790°С, а подошва до 690° С, после чего гор чей водой (50-70°С) при помощи спрейера производили охлаждение указанных элементов рельса со скоростью 25 град/с. При этом головку охлаждали до 420° С, а подошву до 370° С. Предлагаемый способ термической обработки рельсов позвол ет получать термообработанные рельсы с высоким уровнем прочностных и пластических свойств, обеспечивающих высокую сталостную прочность, а также с меньшим ровнем сжимающих остаточных напр жений в оловке за счет одновременного охлаждени  с динаковой скоростью ее и подошвы пру повторной термообработке. Термообработка рельсовых проб (с содеранием 0,75 град/с) по данному способу повол ет получать следующие результаты: твердость на поверхности катани  88 НВ; структура закаленного сло  с поверхности на глубину 8-9 мм - троостосорбит закалки; на глубине 9-22 Мм - структура отпущеного мартенсита; предел прочности - 138-142 кГ/мм ; предел текучести - 101-103 кГ/мм ; относительное удлинение - 16-17%; относительное сужение - 51-54 ; ударна  в зкость при +20°С - 3,6-3,8 кГ/см предел усталости - 58 кГ/мм ; предел усталости в улучшенном состо нии 0 кГ/мм ; величина действительного зерна в закаленом слое - 9-10 балл. Формула изобретени  Способ термической обработки рельсов, ключающий поверхностный непрерьгено-последовательный нагрев токами вььсокой частоты , закалку и самоотпуск, отличаюю щ и. и с   тем, что, с целью повыщени  конструктивной прочности, после поверхностного нагрева головку подстуживают до 900i 10° С, охлаждают со скоростью 70-120 град/с до 150-200°С, затем производ т повторный нагрев головки на глубину 8-9 мм до температуры ТАсз+20°С, но не выше 800° С, и подошвы ниже TAcl на 30-50°С, после чего. . охлаждают со скоростью 20-30 град/с головку до 380-450°С, а подошву до 320-400° С.The invention relates to the field of heat treatment of rails and can be used in metallurgical plants producing rails. The known method of heat treatment of rails, including bulk quenching in oil, tempering at 600-650 ° C, subsequent heating of high-frequency current, cooling at a certain speed and repeated tempering (or self-tempering) at a temperature of -v 400 ° C. A significant disadvantage of this method is the presence of high , residual stresses and their unfavorable distribution, “this does not allow to significantly increase the contact-fatigue strength. In addition, this method of heat treatment of rails is characterized by great technological complexity. There is also known a method of heat treatment of rails, which includes heating the surface of the rail head with high-frequency current and cooling first with a water-air mixture, then with an oil using a sprayer and finally cooling with an air-water mixture. With this method of hardening rails, a hardness difference over the section of the hardened layer appears. In addition, expensive equipment is required for circulating E (oil cycling, steam extraction, as well as oil heating and replacement, which complicates the technological process. The TepMOij rail processing method, which includes the combination of rails in a continuous thread, resilient to bending, heating by high-frequency currents of the rails over the entire length, cooled with an air-air mixture and subsequent self-tempering. The maximum temperature of heating of the metal of the rail head for hardening and is 9801020 C. However, the water mixture, which is used to cool the rail head, is unstable. During the quenching process, its parameters, such as air pressure, water flow, water temperature, which do not automatically react, can also change. rails of some batches have increased residual stresses on the rolling surface, an insufficiently uniform micro 3837 structure (by grain), non-uniform hardness along the length of the rail, and this reduces the structural strength of the rails. The aim of the invention is to increase the structural strength of quenched rails. The goal is achieved by the fact that after superficial continuous-sequential heating by high-frequency currents, the head is pressed to 900ilO ° C, cooled at a speed of 70-120 degrees / s to 150-200 ° C, then reheated heads to a depth of 8-9 mm to a temperature of TASZ + 20 ° C, but not higher than 800%, and soles below TAcl by 30-50 ° C, then cooled at a speed of 20-30 degrees / s to 380-450 ° C , and the outsole up to 320-400 ° C. Such a hardening method can be carried out in a device e roller type, wherein underrail sample during the heat treatment are continuous-sequentially moves between the upper and lower rollers located diametrically in the soup | S1atnom order. The rail head is heated by inductors, located between the upper and lower rollers, to 980 ° C. Upon leaving the heating zone, the head is pressed up to 900 ° C, after which it is cooled with a water-air mixture at a speed of 70-120 deg / s to 180 ° C on the troostromartensite structure. With further movement in the device, the rail sample entered the secondary heating zone of high-frequency current, while the head and the sole were heated at the same time: the head to 790 ° C, and the foot to 690 ° C, then with hot water (50-70 ° C) using a sprayer these elements of the rail were cooled at a speed of 25 deg / s. At the same time, the head was cooled to 420 ° C, and the sole to 370 ° C. The proposed method of heat treatment of rails allows to obtain heat-treated rails with a high level of strength and plastic properties, providing high steel strength, as well as with a smaller level of compressive residual stresses in the tin due to simultaneous cooling at the same speed of its and the sole of the re-heat treatment. Heat treatment of rail samples (with a content of 0.75 degrees / s) using this method will produce the following results: the hardness on the surface of the roll is 88 HB; the structure of the hardened layer from the surface to a depth of 8–9 mm is troostosorbitite hardening; at a depth of 9–22 Mm, the structure of tempered martensite; tensile strength - 138-142 kg / mm; yield strength - 101-103 kg / mm; relative lengthening - 16-17%; relative narrowing - 51-54; impact viscosity at + 20 ° С - 3.6-3.8 kg / cm; fatigue limit - 58 kg / mm; fatigue limit in an improved state of 0 kg / mm; the value of the actual grain in the hardened layer is 9-10 points. The invention The method of thermal treatment of rails, including surface non-direct-sequential heating with high frequency currents, quenching and self-tempering, distinguishes u and. and so that, in order to increase the structural strength, after surface heating, the head is pressed to 900i 10 ° C, cooled at a speed of 70-120 degrees / s to 150-200 ° C, then the head is reheated to a depth of 8-9 mm to a temperature TASZ + 20 ° C, but not higher than 800 ° C, and the soles below TAcl by 30-50 ° C, and then. . cooled at a speed of 20-30 degrees / s head to 380-450 ° C, and the sole to 320-400 ° C.
SU772442058A 1977-01-11 1977-01-11 Method of heat treatment of rails SU837070A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772442058A SU837070A1 (en) 1977-01-11 1977-01-11 Method of heat treatment of rails

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772442058A SU837070A1 (en) 1977-01-11 1977-01-11 Method of heat treatment of rails

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU837070A1 true SU837070A1 (en) 1982-11-23

Family

ID=20691417

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU772442058A SU837070A1 (en) 1977-01-11 1977-01-11 Method of heat treatment of rails

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU837070A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1076463A (en) Producing rolled steel products
CN103509931A (en) Device for thermally treating track shoe and method thereof
RU2272080C2 (en) Method of the thermal treatment of the rails
SU837070A1 (en) Method of heat treatment of rails
JPH0375613B2 (en)
SU428019A1 (en) METHOD OF THERMAL PROCESSING OF ROLLING PROFILES
SU933736A1 (en) Method for heat treating rolled shaped sections
JPS5923818A (en) Method and device for heat treatment of shape steel
Yoshie et al. New Wire Rods Produced by Inline Heat Treatment
SU819195A1 (en) Method of thermal treatment of rails
JPS58177414A (en) Heat treating device
CN108424999A (en) A kind of heat treatment process of shallow-tank separator driving chain parts
SU1392125A1 (en) Method of thermal treatment of rails
SU533463A1 (en) Method of making bimetallic products
Pan et al. Effect of Rolling and Cooling Processes on the Mechanical Properties of a Copper-Bearing Steel
RU2023026C1 (en) Method for heat treatment of rails
JPS55100922A (en) Production of thick steel plate with high toughness
RU2070586C1 (en) Method of correcting and rolling rolls treatment
SU1491895A1 (en) Method of producing high-strength reinforcement bars of medium-carbon alloyed steels
SU683829A1 (en) Method of straightening hardened steel articles
SU619524A1 (en) Method of cooling rolled stock
JPS589929A (en) Heat treatment for roll die for cold pilger rolling mill
JPS56150127A (en) Direct normalizing method
SU616303A1 (en) Method of heat treatment of articles
SU659637A1 (en) Method of heat treatment of articles