TWI417439B - 用於連接錳鋼模造物件與碳鋼的中間件以及連接沃斯田錳鋼鑄造件與標準軌道的方法 - Google Patents

用於連接錳鋼模造物件與碳鋼的中間件以及連接沃斯田錳鋼鑄造件與標準軌道的方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI417439B
TWI417439B TW097138067A TW97138067A TWI417439B TW I417439 B TWI417439 B TW I417439B TW 097138067 A TW097138067 A TW 097138067A TW 97138067 A TW97138067 A TW 97138067A TW I417439 B TWI417439 B TW I417439B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
manganese steel
intermediate member
steel
ferrite
standard
Prior art date
Application number
TW097138067A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200925352A (en
Inventor
Johannes Blumauer
Original Assignee
Vae Eisenbahnsysteme Gmbh
Vae Gmbh
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 Vae Eisenbahnsysteme Gmbh, Vae Gmbh filed Critical Vae Eisenbahnsysteme Gmbh
Publication of TW200925352A publication Critical patent/TW200925352A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI417439B publication Critical patent/TWI417439B/zh

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/001—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces
    • B23K35/004—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces at least one of the workpieces being of a metal of the iron group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/004—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/04—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rails
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/001—Austenite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/005—Ferrite

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
  • Joining Of Building Structures In Genera (AREA)

Description

用於連接錳鋼模造物件與碳鋼的中間件以及連接沃斯田錳鋼鑄造件與標準軌道的方法
本發明係關於用來連接錳鋼模造物件與碳鋼的中間件(尤其是具有標準軌道之沃斯田錳鋼鑄造叉心(frog))，以及用來連接沃斯田錳鋼鑄造件與標準軌道之方法。
沃斯田錳鋼鑄造件不能直接與標準軌道鋼焊接，因為焊接需要較高的溫度。沃斯田錳鋼鑄造件在其織構(texture)上當加溫超過300℃時有強烈的變脆性，因為當慢慢冷卻下來時碳化物分離，隨後維持脆化的織構。因此，必須有效加熱至高溫，並接著執行快速冷卻以便避免此種脆化。此種快速冷卻能夠例如藉由於水中淬火(quenching)而實現。當使用碳鋼為標準軌道鋼時，接著於快速冷卻期間會具有變脆性質，使得於該情況中焊接後的冷卻必須慢慢地進行，以便避免脆化。由於優越的強度性質，於鐵路交通中之叉心(frog)和道叉(crossing)通常係由沃斯田錳鋼鑄造成，因而對於焊接之熱處理造成了矛盾的狀況。為了能夠考慮到這些不同的需求，已建議在標準軌道和沃斯田錳鋼鑄造叉心之間設置中間件，該等中間件係關於其良好的可焊接性以及各自的焊接連接中適當的熱處理而加以選擇。然而，此種至少部分的沃斯田中間件相較於鄰近的標準鋼和沃斯田錳鋼鑄造件分別具有相對較差之強度性質。
一種用來焊接沃斯田錳鋼鑄造軌道件與特別是具有標準軌道之岔心之方法，能例如從AT 343712取得。於該已知方法中，在敷設抗磨損錳鋼之熔接硬面(hard facing)之前插入分別較岔心或標準軌道鋼之上表面的高度低之較低高度之中間件。以此方式，在焊接區域中會存在有實質上較低硬度之材料，該區域其後將面臨承受鐵路車輛(rolling stock)而變成凹陷的風險。此種中間件之長度尺寸通常係超過50mm以便避免來自二個焊接之重疊熱影響區(heat influence zone)。
當進一步發展該已知模式之過程時，AT 350881已經提出限制中間件至減少的長度，具有15至25nm之間的長度已經足夠。該方法想要減少由於上表面之實質上較短、較軟之次部分而形成凹陷的風險。然而，關於中間件之足夠硬度之基本困難處在此種組構中一直未能獲得解決。
EP 391007 B1已經提出即使於中間件與沃斯田錳鋼鑄造件之焊接期間藉由周遭的空氣有效的簡單冷卻之方法。對於此目的，選擇實質包括6至11重量百分比之錳、5至8重量百分比之鎳、17至20重量百分比之鉻、和範圍在5至15重量百分比之間之δ鐵氧體(delta-ferrite)含量之特殊材料。用於中間件之此等鋼以及迄今提出之其他的鋼實質上消除了涉及直接焊接二個鋼之問題，但是在整體焊接連接之疲勞極限(fatigue limit)和彎曲強度方面之弱點仍不能適當地解決，因為沃斯田錳組件和尤其是岔心和中間件之材料僅允許達成500至600N/mm2 之最大張力強度，結果造成凹陷。
現在，本發明之目的係要增強防止於焊接連接區域之凹陷，尤其是，在標準軌道鋼和沃斯田錳鋼之間之轉變區(transition region)的凹陷，以及在整個連接提供特別均勻之硬度和強度分佈。欲解決此目的，依照本發明之中間件係由來自具有＜60重量百分比之鐵氧體部分之沃斯田鐵氧體雙重鋼(duplex steel)之群組之鋼所組成。來自雙重鋼之群組的此種鋼的特徵係在於鐵氧體部分達到60重量百分比，其中，作為此種材料之例子，材料X2CrNiMoN22-5-3可能被提及，其可被視為適合用於中間件材料之特別最佳選擇。此種鋼具有下列指向性的分析：
C最多0.03%
Cr 21至23%
Ni 4.5至6.5%
Mo 2.5至3.5%
N 0.1至2.22%
具有沃斯田對鐵氧體比率大約50：50之此種類型的雙重鋼中間件不僅提供用來焊接沃斯田錳鋼於一側上還提供焊接珍珠軌道鋼(perlitic rail steel)(鐵氧體和滲氮體(cementite))於另一側上的優越性質。由於高鐵氧體部分，其亦已經變成能藉由在焊接之前、期間和/或之後的選擇性熱處理而令中間件近乎呈現出於軌道鋼和沃斯田錳鋼之區域中之強度。以此種組構方式，不須再考慮中間件之剩餘長度，因為已經免除了由於中間件材料太軟所引起之凹陷風險。尤其是，於選擇了適當的中間件之後，藉由此種熱處理至600至800N/mm2 ，能夠提升該中間件之張力強度。於一種特定的較佳方式中，中間件係用於固溶退火(solution-annealed)和接續之淬火形式，該中間件有利地用於固溶退火形式於900℃至1100℃，並接續著用水然後用空氣來淬火。
依照本發明之方法，用來連接沃斯田錳鋼鑄造件與標準軌道的實質特徵在於由包括＜60重量百分比之鐵氧體之雙重鋼製成之沃斯田鐵氧體之中間件係與錳鋼鑄造件和標準軌道焊接，其中，於較佳方式中，中間件具有下列指向性的分析：
C最多0.03%
Cr 21至23%
Ni 4.5至6.5%
Mo 2.5至3.5%
N 0.1至2.22%
中間件最初與標準軌道焊接，接著與沃斯田錳鋼鑄造件焊接。原則上，所選擇之中間件於焊接過程期間(第一和第二焊接過程期間二者)允許藉由壓縮空氣而從焊接熱冷卻。為了達成所希望之強度值，尤其是增加耐久極限(endurance limit)從大約140N/mm2 至大約190N/mm2 ，可以有利地進行使得中間件於焊接前被固溶退火於900℃至1100℃，並接著用水淬火和進一步用空氣淬火，其中於冷卻後與標準軌道的焊接連接係有利地於200℃至600℃退火用於回火(tempering)。同樣情況，冷卻後與錳鋼鑄造件的焊接連接可以有利地於200℃至600℃退火用於回火。以此種程序模式，中間件之長度例如可以是大約50mm，其中將藉由簡單的硬化處理(例如藉由爆炸硬化處裡(explosion-hardening process)實現)達成增加張力強度至600至800N/mm2 。根據本發明，因此有利地依於一種方式進行：中間件在焊接之前或之後受到硬化處裡，可在中間件之未焊接狀態或已與工件焊接之狀態其中任一情況中施行爆炸硬化處裡。

Claims (9)

  1. 一種用來連接錳鋼模造物件與碳鋼的中間件，尤其是具有標準軌道的沃斯田錳鋼鑄造岔心(frog)，其特徵在於：該中間件由來自具有小於60重量百分比之鐵氧體(ferrite)部分之沃斯田鐵氧體雙重鋼之群組之鋼所組成，其中，該中間件係用於900℃至1100℃的固溶退火形式，並接著用水然後用空氣來淬火。
  2. 如申請專利範圍第1項之中間件，其中，該中間件由具有下列指向性分析之鋼組成：C最多0.03%；Cr 21至23%；Ni 4.5至6.5%；Mo 2.5至3.5%；以及N 0.1至2.22%。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之中間件，其中，該中間件係用於固溶退火和接續之淬火形式。
  4. 一種用來連接沃斯田錳鋼鑄造件與標準軌道之方法，其特徵在於：由包括小於60重量百分比之鐵氧體之雙重鋼製成之沃斯田鐵氧體中間件係與該錳鋼鑄造件和該標準軌道焊接，其中，該中間件於焊接前係於900℃至1100℃固溶退火，並接著用水淬火和進一步用空氣淬火。
  5. 如申請專利範圍第4項之方法，其中，具有下列指向性分析之中間件： C最多0.03%；Cr 21至23%；Ni 4.5至6.5%；Mo 2.5至3.5%；以及N 0.1至2.22%，係初始與該標準軌道焊接，接著與該沃斯田錳鋼鑄造件焊接。
  6. 如申請專利範圍第4或5項之方法，其中，該中間件係於該焊接過程期間用壓縮空氣冷卻。
  7. 如申請專利範圍第4或5項之方法，其中，於冷卻後與該標準軌道的焊接連接係於200℃至600℃退火用於回火。
  8. 如申請專利範圍第4或5項之方法，其中，於冷卻後與該錳鋼鑄造件的焊接連接係於200℃至600℃退火用於回火。
  9. 如申請專利範圍第4或5項之方法，其中，該中間件係於焊接之前或之後受到硬化處理。
TW097138067A 2007-10-05 2008-10-03 用於連接錳鋼模造物件與碳鋼的中間件以及連接沃斯田錳鋼鑄造件與標準軌道的方法 TWI417439B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT0158407A AT505877B1 (de) 2007-10-05 2007-10-05 Zwischenstück und verfahren zum verbinden von manganstahlformkörpern mit regelschienen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200925352A TW200925352A (en) 2009-06-16
TWI417439B true TWI417439B (zh) 2013-12-01

Family

ID=40089923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW097138067A TWI417439B (zh) 2007-10-05 2008-10-03 用於連接錳鋼模造物件與碳鋼的中間件以及連接沃斯田錳鋼鑄造件與標準軌道的方法

Country Status (21)

Country Link
US (2) US20100224288A1 (zh)
EP (1) EP2205770B1 (zh)
JP (1) JP5331812B2 (zh)
KR (1) KR101266166B1 (zh)
CN (2) CN101815798A (zh)
AT (1) AT505877B1 (zh)
AU (1) AU2008307112B2 (zh)
BR (1) BRPI0817810A2 (zh)
CA (1) CA2700100C (zh)
DK (1) DK2205770T3 (zh)
ES (1) ES2490605T3 (zh)
HR (1) HRP20140739T1 (zh)
PL (1) PL2205770T3 (zh)
PT (1) PT2205770E (zh)
RS (1) RS53423B (zh)
RU (1) RU2450063C2 (zh)
SI (1) SI2205770T1 (zh)
TW (1) TWI417439B (zh)
UA (1) UA101631C2 (zh)
WO (1) WO2009043068A1 (zh)
ZA (1) ZA201003129B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101500086B1 (ko) * 2013-06-17 2015-03-06 주식회사 포스코 내균열성이 우수한 고망간강 용접금속부
CN108690936B (zh) * 2018-06-13 2020-12-01 燕山大学 用于焊接高锰钢辙叉与钢轨的不锈钢钢轨材料及制备方法
GB2581383A (en) * 2019-02-15 2020-08-19 Progress Rail Services Uk Ltd Improved steel railway crossing

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5304777A (en) * 1991-04-24 1994-04-19 Manoir Industries Method of connecting a manganese steel part to another carbon steel part and assembly thus obtained

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT343712B (de) * 1976-05-18 1978-06-12 Voest Ag Verfahren zur verbindung von aus austenitischem mangan-stahl-guss bestehenden herzstucken mit aus kohlenstoffstahl bestehenden schienen unter vermittlung eines zwischenstuckes durch schweissung
AT350881B (de) * 1977-08-19 1979-06-25 Voest Ag Verfahren zur verbindung von ausmanganhart- stahlguss bestehenden herzstuecken mit aus kohlenstoffstahl bestehenden schienen
US5040436A (en) * 1987-06-26 1991-08-20 Armstrong Manufacturing Company Method and apparatus for tipping saw blades
FR2645547B1 (fr) * 1989-04-05 1991-07-26 Manoir Ind Insert pour le raccordement d'une piece en acier au manganese a une autre piece en acier au carbone, procede de raccordement a l'aide de cet insert, et assemblage obtenu par ce procede
AT395122B (de) * 1990-07-20 1992-09-25 Voest Alpine Eisenbahnsysteme Verfahren zur verbindung von aus manganhartstahlguss bestehenden weichenteilen bzw. manganstahlschienen mit einer schiene aus kohlenstoffstahl
RU2129938C1 (ru) * 1998-05-20 1999-05-10 Открытое акционерное общество "Муромский стрелочный завод" Способ соединения изделий из высокоуглеродистой стали с изделием из высокомарганцовистой аустенитной стали
JP3454354B2 (ja) * 1999-06-25 2003-10-06 日鐵住金溶接工業株式会社 オーステナイト・フェライト系二相ステンレス鋼溶接材料およびそれを用いた高Ｃｒ鋼の溶接方法
GB2354264B (en) * 1999-09-14 2003-10-29 Advanced Metals Internat Ltd Stainless steel wirelines,wire ropes and strands
CN1116955C (zh) * 2000-07-21 2003-08-06 燕山大学 高锰钢辙叉与碳钢钢轨加介质闪光焊接方法
FR2852030B1 (fr) * 2003-03-07 2005-04-29 Didier Pierre Rene Dages Aiguille bi-metal pour aiguillages ferroviaires
US7807028B2 (en) 2005-03-09 2010-10-05 Xstrata Queensland Limited Stainless steel electrolytic plates
JP5142068B2 (ja) * 2006-05-17 2013-02-13 日産自動車株式会社 抵抗スポット溶接用高張力鋼板及びその接合方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5304777A (en) * 1991-04-24 1994-04-19 Manoir Industries Method of connecting a manganese steel part to another carbon steel part and assembly thus obtained

Also Published As

Publication number Publication date
PL2205770T3 (pl) 2014-11-28
US20120241053A1 (en) 2012-09-27
CA2700100C (en) 2014-11-18
KR101266166B1 (ko) 2013-05-21
KR20100087142A (ko) 2010-08-03
UA101631C2 (ru) 2013-04-25
BRPI0817810A2 (pt) 2015-03-31
JP2011501780A (ja) 2011-01-13
CN104827196A (zh) 2015-08-12
EP2205770A1 (de) 2010-07-14
AT505877B1 (de) 2010-04-15
AU2008307112A1 (en) 2009-04-09
SI2205770T1 (sl) 2014-09-30
RS53423B (en) 2014-12-31
AT505877A1 (de) 2009-04-15
WO2009043068A1 (de) 2009-04-09
TW200925352A (en) 2009-06-16
AU2008307112B2 (en) 2013-09-26
PT2205770E (pt) 2014-09-09
CN101815798A (zh) 2010-08-25
ZA201003129B (en) 2011-02-23
CA2700100A1 (en) 2009-04-09
ES2490605T3 (es) 2014-09-04
HRP20140739T1 (hr) 2014-08-29
JP5331812B2 (ja) 2013-10-30
RU2010117244A (ru) 2011-11-10
US20100224288A1 (en) 2010-09-09
EP2205770B1 (de) 2014-06-04
RU2450063C2 (ru) 2012-05-10
DK2205770T3 (da) 2014-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100186793B1 (ko) 펄라이트 금속 조직을 갖는 고내마모성 및 고인성 레일 및 그 제조 방법
PL186509B1 (pl) Sposób wytwarzania szyny
JPS6323244B2 (zh)
JPWO2010116680A1 (ja) レール溶接部の冷却方法、レール溶接部の冷却装置、及びレール溶接継手
US9670570B2 (en) High carbon steel rail with enhanced ductility
JPH09316598A (ja) 耐摩耗性および溶接性に優れたパーライト系レールおよびその製造法
JPH08246100A (ja) 耐摩耗性に優れたパーライト系レールおよびその製造法
WO2013161026A1 (ja) パーライトレール、パーライトレールのフラッシュバット溶接方法、およびパーライトレールの製造方法
KR101657421B1 (ko) 체인강 및 이의 제조방법
US20160207132A1 (en) Submarine hull steel having enhanced weldability
TWI417439B (zh) 用於連接錳鋼模造物件與碳鋼的中間件以及連接沃斯田錳鋼鑄造件與標準軌道的方法
JP5532789B2 (ja) フラッシュバット溶接継手特性に優れた内部高硬度型パーライト鋼レールおよびその溶接方法
JP3649872B2 (ja) 溶接部の接合性に優れたベイナイト鋼レール
CA3130738A1 (en) Method for manufacturing rail, and rail
JP4153650B2 (ja) 高溶接性レールの製造方法
JP2001073083A (ja) 耐摩耗性に優れたアズロール電縫鋼管
KR102028618B1 (ko) 스핀들의 앤드 커플링 및 그 보강방법
JPS6364499B2 (zh)
JPH01197093A (ja) 溶接クロッシング及びその製造方法
CN117403049A (zh) 一种消除中碳低合金耐蚀钢轨气压焊接头异常组织的方法
JP2021188088A (ja) 溶接部の耐疲労特性に優れた鋼材および溶接継手の製造方法
JP2001059138A (ja) 熱膨張の少ない耐摩耗性に優れたレール
JPS62260017A (ja) 低温靭性に優れた太径、高強度チエ−ンの製造方法
CN116329724A (zh) 一种高原地区用高速钢轨固定闪光焊接和接头热处理的方法
JP2001089831A (ja) 耐摩耗性に優れたレールおよびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees