UA110312C2 - Method of manufacturing bainite rail steel, rolling track pitch and device for implementation of it - Google Patents
Method of manufacturing bainite rail steel, rolling track pitch and device for implementation of it Download PDFInfo
- Publication number
- UA110312C2 UA110312C2 UAA201503380A UAA201503380A UA110312C2 UA 110312 C2 UA110312 C2 UA 110312C2 UA A201503380 A UAA201503380 A UA A201503380A UA A201503380 A UAA201503380 A UA A201503380A UA 110312 C2 UA110312 C2 UA 110312C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- section
- temperature
- stage
- cooling
- rail
- Prior art date
Links
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 68
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 20
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 8
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims abstract description 38
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 71
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 35
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 claims description 22
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 21
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 15
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 12
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 claims description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 3
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 8
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 6
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 6
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N iron;methane Chemical compound C.[Fe].[Fe].[Fe] KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 3
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 3
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 238000009863 impact test Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 206010013395 disorientation Diseases 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 238000005325 percolation Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000009528 severe injury Effects 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
- E01B5/00—Rails; Guard rails; Distance-keeping means for them
- E01B5/02—Rails
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
- B21B1/08—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling structural sections, i.e. work of special cross-section, e.g. angle steel
- B21B1/085—Rail sections
-
- 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
-
- 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
- C21D1/19—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering by interrupted quenching
- C21D1/20—Isothermal quenching, e.g. bainitic hardening
-
- 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/56—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
- C21D1/613—Gases; Liquefied or solidified normally gaseous material
-
- 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
- C21D6/002—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr
-
- 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
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/005—Heat treatment of ferrous alloys containing Mn
-
- 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
- C21D6/008—Heat treatment of ferrous alloys containing Si
-
- 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
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/005—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
-
- 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
- C21D9/0006—Details, accessories not peculiar to any of the following furnaces
-
- 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
- C21D9/0062—Heat-treating apparatus with a cooling or quenching zone
-
- 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
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- 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
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- 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
- C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
-
- 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
- C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
-
- 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
- C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
-
- 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
- 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
- C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
- B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
- B21B45/0203—Cooling
- B21B45/0209—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
- B21B45/0215—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
- B21B2045/0221—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes for structural sections, e.g. H-beams
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B43/00—Cooling beds, whether stationary or moving; Means specially associated with cooling beds, e.g. for braking work or for transferring it to or from the bed
-
- 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/62—Quenching devices
- C21D1/63—Quenching devices for bath quenching
-
- 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
- C21D2211/002—Bainite
-
- 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)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
Винахід належить до доріжки кочення, зокрема рейки для рейкових транспортних засобів, виготовленої з низьколегованої сталі, при цьому сталь, з якої виготовлена головка рейки, на ділянці доріжки кочення включає в себе феритову частку, що становить 5-15 % за об'ємом, і багатофазну бейніту структуру, що складається з верхньої і нижньої бейнітних часток.The invention relates to a rolling track, in particular rails for rail vehicles made of low-alloy steel, wherein the steel from which the rail head is made, on the section of the rolling track includes a ferrite fraction of 5-15% by volume, and a multiphase bainite structure consisting of upper and lower bainite particles.
Description
Винахід належить до доріжки кочення, зокрема рейки для рейкових транспортних засобів, виготовленої з низьколегованої сталі.The invention relates to a running track, in particular a rail for rail vehicles, made of low-alloy steel.
Винахід, крім того, належить до способу виготовлення доріжки кочення з гарячекатаної секції і пристрою для здійснення способу.In addition, the invention relates to a method of manufacturing a raceway from a hot-rolled section and a device for implementing the method.
Останнім часом вага та швидкість руху вантажів, що транспортуються залізнодорожним сполученням, постійно збільшуються з метою підвищення ефективності залізничного транспорту. Залізничні колії, таким чином, піддаються посиленим режимам експлуатації і, як наслідок, мають бути більш високої якості, щоб витримувати більш високі навантаження.Recently, the weight and speed of movement of goods transported by rail are constantly increasing in order to increase the efficiency of rail transport. Railway tracks are therefore subject to increased operating conditions and, as a result, must be of higher quality to withstand higher loads.
Певні проблеми, пов'язані з використанням бетону, спричинюють інтенсивний знос, зокрема рейок, змонтованих на кривих ділянках колії, і появу пошкоджень через втому матеріалу, яка в першу чергу утворюється на внутрішній грані катання, що є основною точкою контакту між рейкою і колесами на кривій ділянці колії. В результаті, з'являється дефект внаслідок втоми кочення (КСЕ). Прикладами дефектів поверхні внаслідок втоми кочення (КСЕ) є контактна втома, відшаровування (відщеплення), просідання (пластична деформація поверхні), похилі хвильові площини і гофри. Такі види пошкодження поверхні призводять до скорочення терміну застосування рейки, підвищення шуму і утворюють експлуатаційні перешкоди. Збільшення виникнення таких дефектів, крім того, буде прискорюватися постійно зростаючими навантаженнями від транспортних засобів. Прямим наслідком такого розвитку подій є потреба у підвищенні якості залізничного обслуговування. Однак зростаюча потреба у якісному технічному обслуговуванні вступає в протиріччя з постійним зменшенням вікон для технічного обслуговування. Чим вища щільність поїздів, тим коротші терміни роботи на рейках.Certain problems associated with the use of concrete cause extensive wear, particularly of rails mounted on curved sections of track, and the appearance of material fatigue damage, which primarily occurs on the inner running face, which is the main point of contact between the rail and the wheels on the curved section of the track. As a result, a defect due to rolling fatigue (KSE) appears. Examples of surface defects due to rolling fatigue (CRF) are contact fatigue, delamination (split), subsidence (plastic deformation of the surface), inclined wave planes and corrugations. Such types of surface damage lead to a reduction in the life of the rail, an increase in noise and create operational obstacles. In addition, the increase in the occurrence of such defects will be accelerated by the ever-increasing loads from vehicles. A direct consequence of this development is the need to improve the quality of railway service. However, the growing need for quality maintenance comes into conflict with the ever-shrinking windows for maintenance. The higher the train density, the shorter the working time on the rails.
Хоча наведені вище типи пошкоджень можуть бути усунені на ранніх стадіях шляхом шліфування, при важких ушкодженнях рейки мають бути замінені. Тому за останній час було зроблено багато спроб покращення як зносостійкості рейок, так і стійкості їх до ушкодження внаслідок втоми кочення, з метою підвищення життєвого циклу (ресурсу) рейок. Серед усього іншого, проблему вирішували за рахунок впровадження та застосування бейнітних рейкових сталей.Although the above types of damage can be repaired in the early stages by grinding, for severe damage the rails must be replaced. Therefore, many attempts have recently been made to improve both the wear resistance of rails and their resistance to damage due to rolling fatigue, with the aim of increasing the life cycle (resource) of rails. Among other things, the problem was solved due to the introduction and use of bainitic rail steels.
Бейніт є структурою, яка може утворюватися в процесі термічної обробки вуглецьвмісної сталі шляхом ізотермічного перетворення або безперервного охолодження. Бейніт формується при значеннях температури і швидкості охолодження в діапазоні між тими значеннями, які необхідні для формування перліту і мартенситу, відповідно. На відміну від зазначеного вище, в даному випадку, з утворенням мартенситу фліп - процеси (перевертання зі зміною положення) в кристалічній решітці і дифузійні процеси пов'язані між собою, забезпечуючи при цьому різні механізми трансформації. Через свою залежність від швидкості охолодження, вмісту вуглецю, легуючих елементів і отже, через результуючу температуру формування, бейніт набуває нехарактерної структури. Бейніт, як і перліт, складається з фаз фериту і цементиту (Резс), але він відрізняється від перліту в плані форми, розміру і розподілу. В принципі, за формою бейніт поділяється на дві основні структурні групи, а саме: верхній бейніт і нижній бейніт.Bainite is a structure that can be formed during heat treatment of carbon steel by isothermal transformation or continuous cooling. Bainite is formed at values of temperature and cooling rate in the range between those values, which are necessary for the formation of pearlite and martensite, respectively. In contrast to the above, in this case, with the formation of martensite flip - processes (overturning with a change in position) in the crystal lattice and diffusion processes are interconnected, providing at the same time different mechanisms of transformation. Due to its dependence on the cooling rate, carbon content, alloying elements and, therefore, due to the resulting temperature of formation, bainite acquires an uncharacteristic structure. Bainite, like pearlite, consists of ferrite and cementite (Rezs) phases, but it differs from pearlite in terms of shape, size and distribution. In principle, according to the shape, bainite is divided into two main structural groups, namely: upper bainite and lower bainite.
З документа АТ-407057 В є відомим рейковий матеріал, в якому структурне перетворення аустеніту в явному вигляді тільки формується в діапазоні нижнього бейніту, надаючи при цьому профільованому рухомому складу твердості, щонайменше, 350 НВ, зокрема, 450-600 НВ.From the document AT-407057 B, a rail material is known, in which the structural transformation of austenite is clearly formed only in the range of lower bainite, giving the profiled mobile composition a hardness of at least 350 НВ, in particular, 450-600 НВ.
Основна бейнітна структура також може бути отримана за рахунок більш високої частки легуючих компонентів, наприклад, більш високого вмісту хрому, а саме: від 2,2 до 3,0 95 за вагою, як описано в документах ОЕ 1020060308915 А1 і ОЕ 102006030816 А1. Однак наявність високої частки легуючих компонентів спричинює занадто високі витрати і необхідність вирішення складних зварювальних інженерних задач. Документ ОЕ 202005009259 01 також описує бейнітну високоміцну частину доріжки кочення з високолегованої сталі, що містить, зокрема, частки високолегуючих елементів Мп, Зі і Ст. У таких високолегованих сталях формування бейніту може бути запущено простим способом за рахунок охолодження при статичних показниках повітря атмосфери. На відміну від цього, низьколеговані сталі забезпечують формування бейніту тільки при контрольованому охолодженні.The main bainite structure can also be obtained due to a higher proportion of alloying components, for example, a higher chromium content, namely: from 2.2 to 3.0 95 by weight, as described in documents OE 1020060308915 A1 and OE 102006030816 A1. However, the presence of a high proportion of alloying components causes too high costs and the need to solve complex welding engineering problems. Document OE 202005009259 01 also describes the bainite high-strength part of the raceway made of high-alloy steel, containing, in particular, particles of high-alloy elements Mp, Zy and St. In such highly alloyed steels, the formation of bainite can be started in a simple way due to cooling at static parameters of atmospheric air. In contrast, low-alloy steels ensure the formation of bainite only during controlled cooling.
Відповідно, документ ОЕ-1533982, наприклад, описує спосіб термообробки рейок, в якому рейку, яка ще має температуру прокатки, піднімають підйомним пристроєм на виході з кліті і занурюють головкою рейки вниз в псевдозріджений шар, утримуваний при постійній температурі, де її охолоджують, при цьому отримуючи кристалічну бейнітну структуру, причому, температуру в псевдозрідженому шарі вибирають в діапазоні від 380 до 450 "С, а рейку залишають у псевдозрідженому шарі протягом періоду часу від 300 до 900 секунд, залежно від температури останнього.Accordingly, document OE-1533982, for example, describes a method of heat treatment of rails, in which the rail, which is still at rolling temperature, is lifted by a lifting device at the exit from the cage and immersed with the head of the rail down into a fluidized bed maintained at a constant temperature, where it is cooled, at thereby obtaining a crystalline bainite structure, moreover, the temperature in the fluidized bed is chosen in the range from 380 to 450 "C, and the rail is left in the fluidized bed for a period of time from 300 to 900 seconds, depending on the temperature of the latter.
З документу ЕР-612852 ВІ є відомим інший спосіб виготовлення високоміцних рейок з бо низьколегованих сталей, що мають бейнітну структуру, яка забезпечує досягнення підвищеної стійкості проти пошкодження внаслідок контактної втоми. Головку рейки піддають прискореному охолодженню від аустенітної області (діаграми) зі швидкістю 1-10 "С/с до тих пір, поки не буде досягнута температура переривання охолодження 500-300 "С. Після такого швидкого охолодження головку рейки додатково охолоджують до майже кімнатної температури, застосовуючи природне охолодження з рекуперацією тепла або примусове охолодження зі швидкістю 1-40 "С/хв.From the document EP-612852 VI, another method of manufacturing high-strength rails from low-alloy steels having a bainite structure is known, which ensures the achievement of increased resistance to damage due to contact fatigue. The head of the rail is subjected to accelerated cooling from the austenite region (diagram) at a rate of 1-10 "C/s until the cooling interruption temperature of 500-300 "C is reached. After such rapid cooling, the rail head is further cooled to near room temperature using natural cooling with heat recovery or forced cooling at a rate of 1-40 °C/min.
Хоча, за рахунок наведених вище заходів, формування і поширення розтріскування на головці рейки можна загальмувати, однак їх не можна попередити.Although, due to the above measures, the formation and spread of cracking on the rail head can be slowed down, they cannot be prevented.
Таким чином, даний винахід спрямований на поліпшення ділянки доріжки кочення, зокрема рейки, яка має бути виготовлена з низьколегованої сталі з міркувань вартості і техніки зварювання, а також на досягнення позитивного ефекту, який полягає в тому, що навіть при підвищених навантаженнях коліс має бути відсутнє руйнування, внаслідок контактної втоми кочення, зокрема, відсутнє будь-яке розтріскування як на внутрішній грані катання, так ії на ходовій поверхні. Крім того, має бути підвищена зносостійкість для забезпечення ресурсу виробу, більш ніж 30 років. Водночас, ділянка доріжки кочення має добре зварюватися, а також проявляти інші властивості матеріалів, аналогічні властивостям сталей, що вже успішно підтверджені досвідом залізничного будівництва, наприклад, аналогічну електропровідність і аналогічний коефіцієнт теплового розширення.Thus, the present invention is aimed at improving the section of the running track, in particular the rail, which must be made of low-alloy steel for reasons of cost and welding technique, and also at achieving a positive effect, which is that even with increased wheel loads, there should be no destruction, as a result of rolling contact fatigue, in particular, there is no cracking both on the inner edge of the rolling surface and on the running surface. In addition, wear resistance must be increased to ensure the product's service life, more than 30 years. At the same time, the section of the running track should be well welded and also exhibit other properties of materials similar to the properties of steels, which have already been successfully confirmed by the experience of railway construction, for example, similar electrical conductivity and a similar coefficient of thermal expansion.
Крім того, даний винахід направлено на створення простого способу виробництва, який характеризується скороченням тривалості процесу (за рахунок анулювання фаз нормалізації), високу відтворюваність (повторюваність) і високу ефективність. Спосіб має бути придатним для виготовлення довгих рейок, що мають, наприклад, довжину більше 100 м, при цьому постійні властивості матеріалу мають бути забезпечені по всій довжині рейки.In addition, this invention is aimed at creating a simple method of production, which is characterized by a reduction in the duration of the process (due to the cancellation of normalization phases), high reproducibility (repeatability) and high efficiency. The method should be suitable for the manufacture of long rails, having, for example, a length of more than 100 m, while the constant properties of the material should be ensured along the entire length of the rail.
Для вирішення поставленої технічної задачі винахід, відповідно до першого пункту формули, забезпечує ділянку доріжки кочення зазначеного вище типу, яка вдосконалена у такий спосіб, що сталь головки рейки на ділянці доріжки кочення включає в себе феритову частку, що становить 5-15 95 за об'ємом, і багатофазну бейнітну структуру, що складається з верхньої і нижньої бейнітних часток. Завдяки поєднанню феритової структури з бейнітною структурою, забезпечується досягнення відмінних властивостей пружності (в'язкості) і досить високоїIn order to solve the technical problem, the invention, according to the first clause of the formula, provides a section of the raceway of the above type, which is improved in such a way that the steel of the rail head in the section of the raceway includes a ferrite fraction, which is 5-15 95 per volume and a multiphase bainite structure consisting of upper and lower bainite particles. Thanks to the combination of the ferrite structure with the bainite structure, it is ensured that excellent properties of elasticity (viscosity) and a fairly high
Зо міцності. Феритний структурний компонент обумовлює пластичність і запобігає можливому формуванню розтріскування у вигляді надрізів, внаслідок розширення в матеріалі. Феритова частка надає загальній структурі безперервної мережі з інтеркальованим (уставленим) бейнітом. У цьому контексті, слід мати на увазі поріг перколяції, який має бути досягнутий, щоб забезпечити таке утворення суміжних областей (кластерів). Переважно, феритом є голчастий ферит. На відміну від неголчастої структури і на відміну від структури перліту, голчаста структура характеризується більш високою міцністю на розрив і зносостійкістю. Голчастий ферит має мікроструктуру, яка характеризується кристалітами або зернами голчастої форми, при цьому вказані кристаліти нерівномірно орієнтовані або присутні в повністю дезорієнтованому стані, що позитивно впливає на в'язкість (пружність) сталі. Дезорієнтоване розташування зерен призводить до взаємного блокування окремих зерен, що в поєднанні з багатофазним бейнітом ефективно запобігає утворенню і поширенню розтріскування.From strength. The ferrite structural component determines plasticity and prevents the possible formation of cracking in the form of cuts due to expansion in the material. The ferrite grain gives the overall structure a continuous network with intercalated (inserted) bainite. In this context, one should bear in mind the percolation threshold that must be reached to ensure such formation of adjacent regions (clusters). Preferably, the ferrite is acicular ferrite. Unlike the non-needle structure and unlike the pearlite structure, the needle structure is characterized by higher tensile strength and wear resistance. Acicular ferrite has a microstructure characterized by needle-shaped crystallites or grains, while these crystallites are unevenly oriented or present in a completely disoriented state, which positively affects the viscosity (elasticity) of steel. The disorientated arrangement of grains leads to mutual blocking of individual grains, which, in combination with multiphase bainite, effectively prevents the formation and propagation of cracking.
Зокрема, у такий спосіб забезпечується те, що можливе розтріскування, сформоване на поверхні у вигляді надрізів, не буде розповсюджуватися на певну глибину матеріалу, як це відбувається, наприклад, у випадку з перлітною структурою. Таким чином, ділянка доріжки кочення буде піддаватися тільки зносу, тому термін її експлуатації може бути точно визначений, причому, можна уникнути будь-якого додаткового спостереження відносно утворення розтріскування.In particular, in this way it is ensured that the possible cracking formed on the surface in the form of cuts will not spread to a certain depth of the material, as it happens, for example, in the case of a pearlite structure. Thus, the section of the running track will only be subjected to wear and tear, so its service life can be accurately determined, and any additional observation regarding the formation of cracking can be avoided.
Окрім того, суттєвим є наявність багатофазного бейніту, що включає верхню і нижню бейнітні частки. Верхній бейніт формується у верхньому діапазоні температур формування бейніту і має голчасту структуру, аналогічну структурі мартенситу. При зазначеному верхньому температурному діапазоні формування бейніту утворюються сприятливі умови для дифузії, що дозволяє вуглецю дифундувати до кордонів зерен феритних голок. Отже утворюються нерегулярно розподілені і перервані кристали цементиту. Через нерегулярність розподілу, структура часто набуває вигляду гранули, тому верхній бейніт іноді також називають гранульованим бейнітом. Нижній бейніт формується при ізотермічному і безперервному охолодженні в нижньому діапазоні температур бейнітного формування. Завдяки формуванню фериту, аустеніт збагачується вуглецем, а при наступному охолодженні області ділянки аустеніту перетворюються в ферит, цементит, голчастий бейніт і мартенсит. Бейнітизація знижує внутрішні напруження і збільшує міцність виробу.In addition, the presence of multiphase bainite, which includes upper and lower bainite particles, is essential. Upper bainite is formed in the upper temperature range of bainite formation and has a needle-like structure similar to the structure of martensite. At the indicated upper temperature range of bainite formation, favorable conditions for diffusion are formed, which allows carbon to diffuse to the grain boundaries of ferrite needles. Therefore, irregularly distributed and interrupted cementite crystals are formed. Due to the irregularity of the distribution, the structure often takes on the appearance of granules, so the upper bainite is sometimes also called granulated bainite. Lower bainite is formed during isothermal and continuous cooling in the lower temperature range of bainite formation. Due to the formation of ferrite, austenite is enriched with carbon, and during the subsequent cooling of the region, the austenite areas are transformed into ferrite, cementite, acicular bainite and martensite. Bainitization reduces internal stresses and increases product strength.
Співвідношення змішування між нижнім і верхнім бейнітами може в принципі варіюватися в широких межах у залежності від відповідних вимог. Вибір співвідношення змішування буде, зокрема, визначати міцність сталі. У контексті даного винаходу, переважним є, коли частка верхнього бейніту становить 5-75 95 за об'ємом, зокрема 20-60 95 за об'ємом, а частка нижнього бейніту становить 15-90 95 за об'ємом, зокрема 40-85 95 за об'ємом.The mixing ratio between the lower and upper bainite can in principle vary widely depending on the respective requirements. The choice of mixing ratio will, in particular, determine the strength of the steel. In the context of this invention, it is preferred when the proportion of upper bainite is 5-75 95 by volume, in particular 20-60 95 by volume, and the proportion of lower bainite is 15-90 95 by volume, in particular 40-85 95 by volume.
Феритова частка становить переважно 8-13 95 за об'ємом.The ferrite fraction is mainly 8-13 95 by volume.
Формування карбіду з аустеніту є передумовою повної трансформації бейніту. Оскільки карбіди включають велику кількість вуглецю, вони являються поглиначами вуглецю при виділенні вуглецю з аустеніту. Якщо формування карбіду запобігається або уповільнюється, наприклад, шляхом застосування кремнію як легуючого елемента, основна кількість аустеніту уникне процесу трансформації. Отже вони або частково, або повністю будуть присутні у вигляді залишкового аустеніту після гартування до кімнатної температури. Кількість залишкового аустеніту залежить від того, наскільки початкова температура мартенситу знизилася в залишковому аустеніті. В контексті даного винаходу, переважним є ситуація, коли частки аустеніту і/або мартенситу залишаються якомога нижчими. У цьому плані, винахід, таким чином, переважно забезпечує технічне рішення, у відповідності з яким сталь головки рейки на ділянці доріжки кочення містить частку залишкового мартенситу / аустеніту менше 2 95 за об'ємом.The formation of carbide from austenite is a prerequisite for the complete transformation of bainite. Since carbides include a large amount of carbon, they are carbon absorbers when carbon is released from austenite. If the formation of carbide is prevented or slowed down, for example, by using silicon as an alloying element, the bulk of the austenite will escape the transformation process. Therefore, they will be either partially or completely present in the form of residual austenite after quenching to room temperature. The amount of residual austenite depends on how much the initial martensite temperature has decreased in the residual austenite. In the context of this invention, it is preferred that the fractions of austenite and/or martensite remain as low as possible. In this regard, the invention thus preferably provides a technical solution in accordance with which the steel of the rail head in the section of the raceway contains a proportion of residual martensite / austenite of less than 2 95 by volume.
Як вже зазначалося вище, низьколеговані сталі, відповідно до винаходу, застосовуються для того, щоб звести до мінімуму витрати і поліпшити зварюваність. Загалом, низьколегована сталь в контексті даного винаходу, переважно, містить кремній, марганець і хром, а також можливе застосування ванадію, молібдену, фосфору, сірки та / або нікелю в якості легуючих компонентів.As already mentioned above, low-alloy steels, according to the invention, are used in order to minimize costs and improve weldability. In general, low-alloy steel in the context of this invention mainly contains silicon, manganese and chromium, as well as the possible use of vanadium, molybdenum, phosphorus, sulfur and / or nickel as alloying components.
Сталь, в контексті даного винаходу, має бути низьколегованою сталлю, якщо частка жодного з присутніх в ній легуючих компонентів не перевищує 1,5 95 за масою.Steel, in the context of this invention, should be low-alloyed steel, if the proportion of any of the alloying components present in it does not exceed 1.5 95 by mass.
Особливо хороші результати можуть бути досягнуті для низьколегованої сталі, що має наступний еталонний склад, мас.9о: 0,4-0,55 (9; 0,3-0,6 зі 0,9-1,4 Ми 0,3-0,6 Сі 0,1-0,3 М 0,05-0,20 Мо 0-0,02 Р 0-0,02 З 0-0,15 МіEspecially good results can be achieved for low-alloy steel having the following reference composition, wt.9o: 0.4-0.55 (9; 0.3-0.6 with 0.9-1.4 My 0.3- 0.6 Si 0.1-0.3 M 0.05-0.20 Mo 0-0.02 P 0-0.02 Z 0-0.15 Mi
Особливо висока придатність до сильно навантажених ділянок доріжки кочення, переважно, може бути забезпечена, якщо ділянка доріжки кочення має межу міцності на розрив Кт вище, ніж 1150 Н / мм", в області головки рейки. При цьому ділянка доріжки кочення має твердістьA particularly high suitability for highly loaded sections of the running track can preferably be ensured if the section of the running track has a tensile strength Kt higher than 1150 N / mm" in the area of the rail head. At the same time, the section of the running track has a hardness of
Зо вище 340 НВ в області головки рейки.From above 340 NE in the area of the rail head.
Згідно з другим незалежним пунктом формули, винахід забезпечує спосіб виготовлення описаної вище ділянки доріжки кочення, при якому ділянку доріжки кочення виготовляють з гарячекатаної секції, при цьому головку рейки з сортового прокату піддають контрольованому охолодженню відразу ж при виході з кліті у нагрітому під час прокатки стані, при цьому зазначений вище процес регульованого охолодження на першому етапі включає прискорене охолодження до досягнення першого значення температури, що забезпечує формування фериту, на другому етапі забезпечується підтримання зазначеної вище першої температури для здійснення процесу формування фериту, на третьому етапі здійснюють подальше охолодження у межах температурного діапазону, що забезпечує формування багатофазного бейніту до досягнення другого значення температури, а на четвертому етапі підтримують друге значення зазначеної вище температури. Таке регульоване охолодження здійснюють, переважно, шляхом занурення, щонайменше, головки рейки в охолоджуючу рідину, що само по собі відомо з рівня техніки.According to the second independent clause of the formula, the invention provides a method of manufacturing the section of the rolling track described above, in which the section of the rolling track is made from a hot-rolled section, while the rail head from graded rolled steel is subjected to controlled cooling immediately upon exiting the cage in a state heated during rolling, at the same time, the above-mentioned regulated cooling process in the first stage includes accelerated cooling until the first temperature value is reached, which ensures the formation of ferrite, in the second stage, maintenance of the above-mentioned first temperature is ensured for the implementation of the ferrite formation process, in the third stage, further cooling is carried out within the temperature range, which ensures the formation of multiphase bainite until the second temperature value is reached, and in the fourth stage, the second value of the above temperature is maintained. Such adjustable cooling is carried out, preferably, by immersing at least the head of the rail in the cooling liquid, which is known in itself from the state of the art.
Перший етап, переважно, починають при температурі 740-850 С, зокрема, приблизно 790 С, і переважно, закінчують при температурі 450-525 "С. Охолодження, здійснене на першому етапі, має контролюватися таким чином, щоб досягти забезпечення зон фериту, потім бейніту, формування графіка залежності "час-температура-перетворення", в якому, зокрема, відсутнє перетворення на етапі перліту. З цією метою, прискорене охолодження на першому етапі, переважно, проводять при швидкості охолодження 2-5 "С/б. Досягнення вказаної швидкості охолодження, переважно, здійснюють таким чином, що ділянка доріжки кочення повністю занурюється в охолоджуючу рідину на першому етапі.The first stage preferably starts at a temperature of 740-850 C, in particular, about 790 C, and preferably ends at a temperature of 450-525 "C. The cooling carried out in the first stage should be controlled in such a way as to achieve the provision of ferrite zones, then bainite, the formation of a "time-temperature-transformation" dependence graph, in which, in particular, there is no transformation at the pearlite stage. For this purpose, accelerated cooling at the first stage is preferably carried out at a cooling rate of 2-5 "C/b. Achieving the indicated cooling rate is preferably carried out in such a way that the section of the rolling track is completely immersed in the cooling liquid in the first stage.
На другому етапі, переважно, підтримують температуру 450-525"С, в той час як частка фериту, зокрема, частка голчастого фериту, що дуже важливо для споживчих властивостей, формується в частці об'єму 5-15 95, зокрема, 8-13 95, зокрема, приблизно, 10 95. Підтримання температури, переважно, досягається тим, що ділянка доріжки кочення утримується в позиції, видаленій з охолоджуючої рідини на другому етапі.At the second stage, the temperature is mainly maintained at 450-525"C, while the fraction of ferrite, in particular, the fraction of acicular ferrite, which is very important for consumer properties, is formed in the volume fraction of 5-15 95, in particular, 8-13 95, in particular, approximately 10 95. Temperature maintenance is preferably achieved by maintaining the section of the raceway in a position removed from the coolant in the second stage.
На третьому етапі подальше регульоване охолодження здійснюють для заданого обмеження частки фериту, спричинюючи таким чином утворення суміші верхньої і нижньої бейнітних структур (багатофазного бейніту). Діапазон температур, в якому відбувається формування бейніту, переважно, знаходиться між 450-525 "С і 280-350 "С, тобто, головка рейки ділянки доріжки кочення охолоджується від 450-525"7С до 280-350 "С у фазі формування бейніту. Зазначений третій етап, переважно, здійснюється протягом 550-100 с, зокрема, приблизно, 70 с. У фазі формування бейніту, переважним є занурення ділянки доріжки кочення в охолоджуючу рідину тільки головкою рейки.At the third stage, further controlled cooling is carried out for a specified limit of the fraction of ferrite, thereby causing the formation of a mixture of upper and lower bainite structures (multiphase bainite). The temperature range in which the formation of bainite takes place is mainly between 450-525 "C and 280-350 "C, that is, the head of the rail of the raceway section is cooled from 450-525 "7C to 280-350 "C in the phase of bainite formation. The specified third stage is preferably carried out within 550-100 s, in particular, approximately 70 s. In the phase of bainite formation, it is preferable to immerse the section of the raceway in the cooling liquid only with the head of the rail.
При подальшому підтриманні температури на ділянці доріжки кочення, переважно, в діапазоні від 280-350 "С на четвертому етапі твердість ділянки доріжки кочення остаточно фіксується як функція стану температури, при якому слід уникати падіння температури нижче температури початку утворення мартенситу (зазвичай, близько 280 С), оскільки в даному діапазоні температур має утворюватися занадто багато мартенситних ламких структурних компонентів. На четвертому етапі підтримання температури, переважно, забезпечується циклічним зануренням головки, тобто ділянку доріжки кочення циклічно занурюють в охолоджуючу рідину і видаляють з охолоджуючої рідини.With further maintenance of the temperature in the raceway section, preferably in the range from 280-350 "С, in the fourth stage, the hardness of the raceway section is finally fixed as a function of the temperature state, at which it is necessary to avoid dropping the temperature below the temperature of the beginning of martensite formation (usually, about 280 С ), because too many martensitic brittle structural components must be formed in this temperature range. In the fourth stage, temperature maintenance is mainly ensured by cyclic immersion of the head, i.e. a section of the raceway is cyclically immersed in the coolant and removed from the coolant.
Оскільки діапазон температур формування бейнітної фази і температура початку утворення мартенситу залежать від вмісту легуючих елементів у відповідній сталі і їх відповідних відсотків, значення першої температури, і значення другої температури для відповідної сталі мають бути точно визначені заздалегідь. Під час регульованого охолодження температура рейки постійно вимірюється, при цьому операції охолодження та підтримання певної температури починаються і припиняються, відповідно, тоді, коли досягаються відповідні порогові значення температур.Since the temperature range of the formation of the bainite phase and the temperature of the beginning of martensite formation depend on the content of alloying elements in the corresponding steel and their respective percentages, the value of the first temperature and the value of the second temperature for the corresponding steel must be precisely determined in advance. During regulated cooling, the temperature of the rail is continuously measured, with the cooling and temperature maintenance operations starting and stopping, respectively, when the corresponding temperature thresholds are reached.
З огляду на те, що температура поверхні рейки може варіюватися по всій довжині ділянки доріжки кочення, при цьому охолодження виконується рівномірно по всій ділянці доріжкиConsidering the fact that the temperature of the rail surface can vary along the entire length of the track section, cooling is carried out evenly over the entire track section
Зо кочення, то воно, переважно, протікає таким чином, що показники температур визначають на безлічі точок вимірювання, розподілених по довжині ділянки доріжки кочення, і формують значення середньої температури, яке використовують для управління зазначеним контрольованим охолодженням.From rolling, it mainly proceeds in such a way that the temperature indicators are determined at many measurement points distributed along the length of the section of the rolling track, and form the average temperature value, which is used to control the specified controlled cooling.
У фазі формування бейніту аустеніт найбільш повно перетворюється на бейніт. Це відбувається при температурах нижче формування перліту аж до досягнення температури початку формування мартенситу як ізотермально, так і при безперервному охолодженні.In the phase of bainite formation, austenite is most completely transformed into bainite. This happens at temperatures below the formation of pearlite until the temperature of the beginning of martensite formation is reached, both isothermally and during continuous cooling.
Завдяки повільному перевертанню аустеніту, відступаючи від кордонів зерен або кристалічних дефектів, утворюються сильно перенасичені вуглецем феритові кристали, що мають кубічну об'ємно-центровану кристалічну решітку. Через високу інтенсивність дифузії в кубічній об'ємно- центрованій кристалічній решітці, вуглець осідає у вигляді сферичних або еліпсоїдальних кристалів цементиту в межах зерна фериту. Вуглець також може дифундувати в аустенітну область і утворювати карбід.Due to the slow overturning of austenite, retreating from grain boundaries or crystal defects, highly carbon-saturated ferrite crystals with a cubic volume-centered crystal lattice are formed. Due to the high intensity of diffusion in the cubic volume-centered crystal lattice, carbon is deposited in the form of spherical or ellipsoidal cementite crystals within the ferrite grain. Carbon can also diffuse into the austenitic region and form carbide.
У контексті даного винаходу, охолодження та підтримання температури протягом третього і четвертого етапів здійснюють таким чином, щоб сформувати багатофазний бейніт. На першому підетапі, безперервне охолодження здійснюють при нижчій швидкості охолодження, ніж на другому підетапі, коли температуру різко знижують до тих пір, доки не буде досягнуто другого значення температури. На першому підетапі, насамперед, формується верхній бейніт. Після різкого охолодження, друге значення температури підтримують на четвертому етапі, під час якого формується нижній бейніт. Тривалість часу підтримання другого значення температури на четвертому етапі визначає рівень формування нижнього бейніту.In the context of this invention, the cooling and temperature maintenance during the third and fourth stages are carried out in such a way as to form multiphase bainite. In the first sub-step, continuous cooling is carried out at a lower cooling rate than in the second sub-step, when the temperature is sharply reduced until the second temperature value is reached. In the first substage, first of all, the upper bainite is formed. After sharp cooling, the second temperature value is maintained in the fourth stage, during which lower bainite is formed. The length of time of maintaining the second temperature value in the fourth stage determines the level of formation of the lower bainite.
Верхній бейніт складається з голчастого фериту розташованого в пакетах. Між окремими феритовими голками, існують більш-менш безперервні плівки карбідів, що тягнуться паралельно осі голки. Нижній бейніт, на відміну від верхнього бейніту, складається з феритових пластин, в межах яких формуються карбіди, розташовані під кутом 60" по відношенню до осі голки.Upper bainite consists of acicular ferrite located in packets. Between individual ferrite needles, there are more or less continuous films of carbides extending parallel to the axis of the needle. The lower bainite, unlike the upper bainite, consists of ferrite plates, within which carbides are formed, located at an angle of 60" in relation to the axis of the needle.
Під час регульованого охолодження за допомогою рідкої охолоджуючої рідини, охолоджуюча рідина проходить через три фази процедури гартування. У першій фазі, тобто фазі парової плівки, температура на поверхні головки рейки настільки висока, що температура охолоджуючої рідини швидко випаровується під час формування тонкої ізолюючої парової бо плівки (ефект Лейденфроста (І еідепіто5). Така фаза парової плівки, зокрема, в значній мірі залежить від тепла пароутворення охолоджувальної рідини, характеру поверхні ділянки доріжки кочення, наприклад, накипу, або хімічного складу і конфігурації резервуару охолодження. У другій фазі, тобто у фазі кипіння, охолоджуюча рідина вступає в безпосередній контакт з гарячою поверхнею головки рейки і відразу ж починає кипіти, що призводить до більш високої швидкості охолодження. Третя фаза, тобто фаза конвекції, починається, як тільки температура поверхні на ділянці доріжки кочення знизиться до температури кипіння охолоджуючої рідини. На цій стадії швидкість охолодження, по суті, залежить від швидкості потоку охолоджуючої рідини.During controlled cooling with a liquid coolant, the coolant goes through three phases of the quenching procedure. In the first phase, that is, the phase of the vapor film, the temperature on the surface of the rail head is so high that the temperature of the coolant quickly evaporates during the formation of a thin insulating vapor film (Leidenfrost effect (I eidepito5). This phase of the vapor film, in particular, largely depends on from the heat of vaporization of the coolant, the nature of the surface of the raceway area, such as scale, or the chemical composition and configuration of the cooling tank.In the second phase, i.e. the boiling phase, the coolant comes into direct contact with the hot surface of the rail head and immediately begins to boil, resulting in a higher cooling rate. The third phase, the convection phase, begins as soon as the surface temperature of the raceway area drops to the boiling point of the coolant. At this stage, the cooling rate essentially depends on the coolant flow rate.
Під час регульованого охолодження, представленого у заявленому винаході, охолоджуюча рідина на першому етапі існує, переважно, у фазі парової плівки. Далі процес, переважно, протікає так, що охолодження на третьому етапі регулюють таким чином, щоб змусити охолоджуючу рідину спочатку сформувати парову плівку на поверхні головки рейки, а потім на зазначеній поверхні забезпечити процес кипіння. Отже, має місце перехід із фази парової плівки у фазу кипіння. Фаза парової плівки розповсюджується по всій довжині під час вищезгаданого першого підетапу, на якому формується, насамперед, верхній бейніт. Після досягнення фази кипіння, температура різко падає до другого значення температури, тобто переважно до 280- 35076.During the controlled cooling presented in the claimed invention, the cooling liquid in the first stage exists mainly in the vapor film phase. Further, the process preferably proceeds in such a way that the cooling in the third stage is regulated in such a way as to force the coolant to first form a vapor film on the surface of the rail head, and then to ensure the boiling process on the indicated surface. Therefore, there is a transition from the vapor film phase to the boiling phase. The vapor film phase propagates along the entire length during the above-mentioned first sub-stage, in which the upper bainite is formed primarily. After reaching the boiling phase, the temperature drops sharply to the second temperature value, that is, mainly to 280-35076.
Перехід із фази парової плівки у фазу кипіння, зазвичай, відбувається відносно неконтрольовано і спонтанно. Оскільки температура рейки піддається певним пов'язаним з виробництвом відхиленням по всій довжині ділянки доріжки кочення, виникає проблема, суть якої у тому, що перехід із фази парової плівки у фазу кипіння відбувається в різний момент часу на ділянках доріжки кочення різної довжини. Це може призвести до утворення нерівномірної кристалічної структури і, отже, до утворення різнорідних властивостей матеріалу по всій довжині ділянки доріжки кочення. Для того, щоб узгодити час переходу від фази парової плівки до фази кипіння по всій довжині рейки, переважний режим здійснення способу передбачає, що на третьому етапі, газоподібне середовище, що має розірвати плівку, наприклад азот, під тиском, подається на головку рейки по всій довжині ділянки доріжки кочення, щоб розірвати парову плівку по всій довжині ділянки доріжки кочення і спричинити фазу кипіння.The transition from the vapor film phase to the boiling phase is usually relatively uncontrolled and spontaneous. Since the temperature of the rail is subject to certain production-related deviations along the entire length of the raceway section, a problem arises, the essence of which is that the transition from the vapor film phase to the boiling phase occurs at different times in the sections of the raceway of different lengths. This can lead to the formation of an uneven crystal structure and, therefore, to the formation of heterogeneous material properties along the entire length of the track section. In order to match the transition time from the vapor film phase to the boiling phase along the entire length of the rail, the preferred mode of implementation of the method provides that in the third stage, a gaseous medium to break the film, such as nitrogen, under pressure, is supplied to the head of the rail along the entire length of the rail. the length of the raceway section to break the vapor film along the entire length of the raceway section and cause the boiling phase.
Це може, зокрема, виконуватися так, щоб стан охолоджувальної рідини на третьому етапі контролювався по всій довжині ділянки доріжки кочення, а газоподібне середовище, що маєThis can, in particular, be done so that the condition of the coolant in the third stage is monitored along the entire length of the raceway section, and the gaseous medium having
Зо розірвати плівку, подавалося під тиском на головку рейки при першій появі ознаки фази кипіння в зоні протяжності ділянки доріжки кочення.To tear the film, it was applied under pressure to the head of the rail at the first appearance of signs of the boiling phase in the length zone of the section of the rolling track.
Газоподібне середовище, що має розірвати плівку, під тиском, переважно, подається на головку рейки за близько 20-100 с, зокрема, близько 50 с, після початку третього етапу.The gaseous medium, which should break the film, under pressure, is preferably supplied to the head of the rail in about 20-100 s, in particular, about 50 s, after the start of the third stage.
Відповідно до іншого незалежного пункту формули даного винаходу, заявлено пристрій для здійснення описаного вище способу, що містить охолоджуючий резервуар, відповідний довжині ділянки доріжки кочення і придатний для заповнення охолоджувальною рідиною, пристрій для піднімання і опускання ділянки доріжки кочення, з метою занурення ділянки доріжки кочення в охолоджуючий резервуар і видалення її з нього, прилад для вимірювання температури на ділянці доріжки кочення, засіб для генерування середовища під тиском для вприскування середовища під тиском в охолоджувальну рідину, засіб для регулювання температури охолоджувальної рідини і контрольний пристрій, до якого надходять результуючі сигнали вимірювання температури від приладу для вимірювання температури і який взаємодіє з пристроєм для піднімання та опускання, з метою управління операціями піднімання і опускання, із засобом для регулювання температури охолоджувальної рідини, в залежності від результатів вимірювань температури, і, крім того, із засобом для генерування середовища під тиском.According to another independent clause of the formula of this invention, a device for carrying out the method described above is claimed, which contains a cooling tank corresponding to the length of the section of the running track and suitable for filling with a cooling liquid, a device for raising and lowering the section of the running track, in order to immerse the section of the running track in cooling tank and its removal from it, a device for measuring the temperature in the section of the running track, a means for generating a medium under pressure for injecting a medium under pressure into the cooling liquid, a means for regulating the temperature of the cooling liquid and a control device to which the resulting temperature measurement signals from a device for measuring temperature and which interacts with a device for raising and lowering, in order to control the operations of raising and lowering, with a means for regulating the temperature of the coolant, depending on the results of temperature measurements, and, in addition , with means for generating a pressurized environment.
У переважному прикладі здійснення винаходу передбачені датчики для виявлення процесу кипіння охолоджувальної рідини на поверхні головки рейки, результати вимірювань яких подаються на контрольний пристрій для активування засобу генерування середовища під тиском, в залежності від вимірювань датчика. Зокрема, безліч датчиків може бути передбачено для виявлення процесу кипіння охолоджувальної рідини на поверхні головки рейки, причому, вказані датчики розподілені по всій довжині охолоджуючого резервуару.In the preferred embodiment of the invention, sensors are provided for detecting the process of boiling of the cooling liquid on the surface of the rail head, the results of which measurements are fed to the control device for activating the means of generating the medium under pressure, depending on the sensor measurements. In particular, many sensors can be provided to detect the process of boiling of the cooling liquid on the surface of the rail head, and these sensors are distributed along the entire length of the cooling tank.
У переважному прикладі здійснення винаходу результати вимірювання безлічі датчиків надходять на контрольний пристрій, при цьому вказаний контрольний пристрій активує засіб для генерування середовища під тиском, як тільки, щонайменше, один датчик виявляє ознаки кипіння охолоджуючої рідини на поверхні головки рейки.In a preferred embodiment of the invention, the measurement results of a plurality of sensors are sent to the control device, while the specified control device activates the means for generating a medium under pressure as soon as at least one sensor detects signs of boiling of the cooling liquid on the surface of the rail head.
Контрольний пристрій, переважно, конфігурований із забезпеченням можливості виконувати контрольоване охолоджування, яке включає на першому етапі прискорення охолодження до досягнення першого значення температури, що забезпечує формування фериту, на другому етапі - підтримання зазначеного вище значення першої температури, яка забезпечує бо формування фериту, на третьому етапі - подальше охолодження в діапазоні температур, що забезпечують формування багатофазного бейніту, до досягнення другого значення температури, а на четвертому етапі - підтримання зазначеного другого значення температури.The control device is preferably configured to provide the ability to perform controlled cooling, which includes at the first stage the acceleration of cooling until reaching the first temperature value that ensures the formation of ferrite, at the second stage - maintaining the above-mentioned value of the first temperature, which ensures the formation of ferrite, at the third stage stage - further cooling in the temperature range that ensures the formation of multiphase bainite, until reaching the second temperature value, and in the fourth stage - maintenance of the specified second temperature value.
Контрольний пристрій може, зокрема, бути налаштований (конфігурований) на зниження температури головки рейки на першому етапі до першого значення температури 450-525 7С при швидкості охолодження 2-5" / с, щоб підтримувати температуру головки рейки на другому етапі при першому значенні температури, і знизити температуру головки рейки на третьому етапі до другого значення температури 280-350 "С, переважно, протягом 50-100 с, зокрема, близько 70 с.The control device can, in particular, be set (configured) to reduce the temperature of the rail head in the first stage to the first temperature value of 450-525 7C at a cooling rate of 2-5" / s to maintain the temperature of the rail head in the second stage at the first temperature value, and reduce the temperature of the rail head in the third stage to the second temperature value of 280-350 "С, preferably within 50-100 s, in particular, about 70 s.
Контрольний пристрій, переважно, налаштований (конфігурований) на можливість активування засобу генерування середовища під тиском на третьому етапі.The control device is preferably set (configured) for the possibility of activating the means of generating the medium under pressure in the third stage.
Надалі винахід описано більш докладно за допомогою прикладів здійснення.In the following, the invention is described in more detail with the help of examples.
Низьколегована сталь, що має наступний еталонний склад, була піддана гарячій прокатці для формування ходової рейки зі стандартним профілем рейки, мас. 9о: 0,49 (9; 0,36 зі 111 Мп 0,53 Ст 0,136 У 0,0085 Мо 0,02 Р 0,02 З 01 МіLow-alloy steel having the following reference composition was subjected to hot rolling to form a running rail with a standard rail profile, wt. 9o: 0.49 (9; 0.36 from 111 Mp 0.53 St 0.136 U 0.0085 Mo 0.02 P 0.02 Z 01 Mi
Відразу ж при виході з кліті рейку, нагріту під час прокатки, піддавали контрольованому охолодженню. Зазначене контрольоване охолодження буде докладно проаналізовано нижче з посиланням на графік залежності процесу перетворення від співвідношення "час-температура", представлений на фіг.1, при цьому лінія, зазначена позицією 1, вказує на розвиток процесу охолодження. Процедуру охолодження починали при температурі 790 "С. На першому етапі рейку занурювали в охолоджуючу ванну з водою по всій її довжині і по всьому її поперечному перерізу, при цьому налагоджували швидкість охолодження 4 "С/с. Приблизно, через 75 секунд пристрій для вимірювання температури фіксував на поверхні головки рейки показника температури 490 "С, причому, після досягнення точки 2 рейку видаляли з охолоджуючої ванни, щоб підтримувати показника температури протягом, приблизно, 30 секунд, з метою забезпечення умов формування голчастого фериту. При досягненні точки 3, рейку знову занурювали в охолоджуючу ванну і охолоджували до точки 4. У точці 4 на поверхні головки рейки було виявлено зародження початку кипіння охолоджуючої води, і на головку рейки починали подавати стиснене повітря, щоб розірвати парову плівку, яка охоплювала головку рейки, та ініціювати фазу кипіння по всій довжині рейки. Ініціювання фази кипіння спричинювало різке зниження температури головки рейки. Таке охолодження зупиняли при досягненніImmediately after leaving the cage, the rail, heated during rolling, was subjected to controlled cooling. The specified controlled cooling will be analyzed in detail below with reference to the graph of the dependence of the conversion process on the "time-temperature" relationship, presented in Fig. 1, while the line indicated by position 1 indicates the development of the cooling process. The cooling procedure was started at a temperature of 790 "С. At the first stage, the rail was immersed in a cooling bath with water along its entire length and across its entire cross-section, while the cooling rate was adjusted to 4 "C/s. After approximately 75 seconds, the temperature measuring device recorded a temperature of 490 "C on the surface of the rail head, and after reaching point 2, the rail was removed from the cooling bath to maintain the temperature for approximately 30 seconds, in order to ensure the conditions for the formation of acicular ferrite .When point 3 was reached, the rail was re-immersed in the cooling bath and cooled to point 4. At point 4, a nucleation of the beginning of cooling water boiling was detected on the surface of the rail head, and compressed air was applied to the rail head to break the vapor film covering the head. rail, and initiate the boiling phase along the entire length of the rail. The initiation of the boiling phase caused a sharp decrease in the temperature of the rail head. Such cooling was stopped when reaching
Зо температури 315"С (точка 5). Застосовуючи циклічне занурення головки, зазначену температуру підтримували протягом певного часу. Тривалість часу підтримання визначається складом багатофазної структури бейніту, що стане очевидним з наступних прикладів.From a temperature of 315"C (point 5). Using cyclic immersion of the head, the indicated temperature was maintained for a certain time. The duration of the maintenance time is determined by the composition of the multiphase structure of bainite, which will become obvious from the following examples.
Приклад 1Example 1
У першому характерному прикладі здійснення винаходу низьколегована сталь, яка має наступний еталонний склад, була піддана гарячій прокатці для формування ходової рейки зі стандартним профілем рейки: 0,49 (9; 0,36 зі 111 Мп 0,53 Ст 0,136 У 0,0085 Мо 0,02 Р 0,02 З 01 МіIn the first typical example of the implementation of the invention, low-alloy steel having the following reference composition was subjected to hot rolling to form a running rail with a standard rail profile: 0.49 (9; 0.36 z 111 Mp 0.53 St 0.136 U 0.0085 Mo 0.02 P 0.02 Z 01 Mi
Завдяки описаному вище контрольованому охолодженню, в головці рейки було забезпечено отримання наступної тонкої структури: близько 10 95 за об'ємом голчастого фериту, близько 74 95 за об'ємом верхнього бейніту, близько 16 95 за об'ємом нижнього бейніту, «1 95 за об'ємом мартенситу - залишковий аустеніт.Thanks to the controlled cooling described above, the following fine structure was obtained in the head of the rail: about 10 95 by volume of acicular ferrite, about 74 95 by volume of upper bainite, about 16 95 by volume of lower bainite, "1 95 by volume volume of martensite - residual austenite.
Тонка структура показана на фіг. 2.The thin structure is shown in fig. 2.
Через вищу частку верхнього бейніту, було досягнуто нижчої твердості головки рейки, ніж в подальшому, другому характерному прикладі здійснення винаходу. Були виміряні наступні властивості матеріалу.Due to the higher proportion of upper bainite, a lower hardness of the rail head was achieved than in the subsequent, second characteristic example of the implementation of the invention. The following material properties were measured.
Твердість: 347 НВHardness: 347 HB
Межа міцності на розрив: 1162 МПа 0,2 95 межа плинності (пластичності): 977 МПаTensile strength limit: 1162 MPa 0.2 95 yield point (plasticity): 977 MPa
Відносне подовження при розриві: 14,4 95Relative elongation at break: 14.4 95
Випробування на удар з надрізом:Impact test with notch:
Тест при ж 207 С: 110 Дж / смеTest at 207 C: 110 J / sm
Тест при -20" С: 95 Дж / смеTest at -20"C: 95 J/cm
Ріст тріщини: да/аМ (прирощення довжини тріщини за один втомний цикл).Crack growth: yes/aM (crack length increase in one fatigue cycle).
Тест при ДК-10 МПахмі: 8,9 (т/ссіTest at DK-10 MPahmi: 8.9 (t/ssi
Тест при ДК-13,5 |МПахмі: 15,8 (т/Ссі,Test at DK-13.5 | MPahmi: 15.8 (t/Ssi,
Де (т/сос)| - м / гігацикл.Where (t/sos)| - m / gigacycle.
Зносостійкість:Durability:
Тест Амслера (АМ5ІГГ ЕК): 10 95 ковзання (сповзання), нормальна сила1200 НAmsler's test (AM5IGG EK): 10 95 sliding (sliding), normal force 1200 N
Знос матеріалу: 1,72 мг/м?Material wear: 1.72 mg/m?
Порівняння Р260 із зносом: 1,79 мг/м?Comparison of P260 with wear: 1.79 mg/m?
Стійкість до утворення тріщин: 39 МПахмCrack resistance: 39 MPahm
Приклад 2Example 2
У другому характерному прикладі здійснення, застосовували ту ж саму низьколеговану сталь, що і у прикладі 1, для формування методом гарячої прокатки ходової рейки зі стандартним профілем рейки. Контрольоване охолоджування проводили аналогічно тому, як описано в прикладі 1, але температуру на четвертому етапі підтримували протягом більш тривалого періоду часу, ніж у прикладі 1. В головці рейки було забезпечено отримання наступної тонкої структури: близько 10 95 за об'ємом голчастого фериту, близько 15 95 за об'ємом верхнього бейніту,In the second typical implementation example, the same low-alloy steel as in example 1 was used to form a running rail with a standard rail profile by hot rolling. Controlled cooling was carried out similarly to that described in example 1, but the temperature in the fourth stage was maintained for a longer period of time than in example 1. The following fine structure was obtained in the head of the rail: about 10 95 by volume of acicular ferrite, about 15 95 by volume of upper bainite,
Ко) близько 75 95 за об'ємом нижнього бейніту, «1 95 за об'ємом мартенситу - залишковий аустеніт.Co) about 75 95 by volume of lower bainite, "1 95 by volume of martensite - residual austenite.
Тонка структура показана на фіг. 3.The thin structure is shown in fig. 3.
Були виміряні наступні властивості матеріалу.The following material properties were measured.
Твердість: 405 НВHardness: 405 HB
Межа міцності на розрив: 1387 МПа 0,2 95 межа плинності (пластичності): 1144 МПаTensile strength limit: 1387 MPa 0.2 95 yield strength (plasticity): 1144 MPa
Відносне подовження при розриві: 12.6 95Relative elongation at break: 12.6 95
Випробування на удар з надрізом:Impact test with notch:
Тест при -- 207 С: 100 Дж / см-Test at -- 207 C: 100 J/cm-
Тест при -20? С: 75 Дж / см-Test at -20? C: 75 J / cm-
Ріст тріщини: да/аМ (прирощення довжини тріщини за один втомний цикл).Crack growth: yes/aM (crack length increase in one fatigue cycle).
Тест при ДК-10 МПахмі: 9,5 |(т/СсІTest at DK-10 MPahmi: 9.5 |(t/СсI
Тест при ДК-13,5 |МПахмі: 16,5 (т/ссі,Test at DK-13.5 | MPahmi: 16.5 (t/ssi,
Де (т/сс)| - м / гігацикл.Where (t/ss)| - m / gigacycle.
Зносостійкість:Durability:
Тест Амслера (АМ5ІГГ ЕК): 10 95 ковзання (сповзання), нормальна сила1200 НAmsler's test (AM5IGG EK): 10 95 sliding (sliding), normal force 1200 N
Знос матеріалу: 1, 55 мг/м2Wear of material: 1.55 mg/m2
Порівняння К260 із зносом: 1,79 мг/меComparison of K260 with wear: 1.79 mg/me
Стійкість до утворення тріщин: 36 МПаумCrack resistance: 36 MPaum
Claims (29)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ATA990/2012A AT512792B1 (en) | 2012-09-11 | 2012-09-11 | Process for the production of bainitic rail steels |
PCT/AT2013/000107 WO2014040093A1 (en) | 2012-09-11 | 2013-06-27 | Method for producing bainitic rail steels, track element and installation for carrying out the method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA110312C2 true UA110312C2 (en) | 2015-12-10 |
Family
ID=48856470
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UAA201503380A UA110312C2 (en) | 2012-09-11 | 2013-06-27 | Method of manufacturing bainite rail steel, rolling track pitch and device for implementation of it |
Country Status (14)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20150218759A1 (en) |
EP (1) | EP2895632A1 (en) |
JP (1) | JP2015532946A (en) |
CN (1) | CN104812918A (en) |
AR (1) | AR091760A1 (en) |
AT (1) | AT512792B1 (en) |
AU (1) | AU2013315331A1 (en) |
BR (1) | BR112015005189A2 (en) |
CA (1) | CA2883523A1 (en) |
RU (1) | RU2608254C2 (en) |
TW (1) | TWI496897B (en) |
UA (1) | UA110312C2 (en) |
WO (1) | WO2014040093A1 (en) |
ZA (1) | ZA201502151B (en) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107326302B (en) * | 2017-05-26 | 2018-10-19 | 北京交通大学 | A kind of anti-corrosion bainitic steel, rail and preparation method |
AT519669B1 (en) * | 2017-06-07 | 2018-09-15 | Voestalpine Schienen Gmbh | Rail part and method for producing a rail part |
WO2019102258A1 (en) * | 2017-11-27 | 2019-05-31 | Arcelormittal | Method for manufacturing a rail and corresponding rail |
CN110102581B (en) * | 2019-04-03 | 2020-10-30 | 池州海琳服装有限公司 | Cold-rolled wire steel pile detection method based on Internet of things |
FR3101888B1 (en) * | 2019-10-14 | 2024-02-09 | Fives Stein | Rapid cooling of high-strength steel sheets |
CN110904311B (en) * | 2019-12-06 | 2021-08-03 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | Anti-out-of-roundness wheel steel, wheel and preparation method of wheel |
CN110714377B (en) * | 2019-12-10 | 2021-08-13 | 安徽浦进轨道装备有限公司 | Easily-assembled support structure for magnetic suspension vehicle track |
CN112159940A (en) * | 2020-10-27 | 2021-01-01 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | Switch steel rail with large supercooling degree and deep hardened layer and preparation method thereof |
CN112962029B (en) * | 2021-02-01 | 2021-12-21 | 广东鑫发精密金属科技有限公司 | Low-hardness and easy-to-process stainless steel material for zipper buttons and preparation method thereof |
CN114317918B (en) * | 2021-12-28 | 2023-09-22 | 内蒙古科技大学 | Beehive composite phase-change heavy rail steel with high strength and toughness tissue quantitatively controlled and preparation method thereof |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR90024E (en) | 1965-04-28 | 1967-09-29 | Lorraine Escaut Sa | Method and installation of heat treatment of rails |
US4895605A (en) * | 1988-08-19 | 1990-01-23 | Algoma Steel Corporation | Method for the manufacture of hardened railroad rails |
AU663023B2 (en) * | 1993-02-26 | 1995-09-21 | Nippon Steel Corporation | Process for manufacturing high-strength bainitic steel rails with excellent rolling-contact fatigue resistance |
GB9313060D0 (en) * | 1993-06-24 | 1993-08-11 | British Steel Plc | Rails |
US5759299A (en) * | 1994-05-10 | 1998-06-02 | Nkk Corporation | Rail having excellent resistance to rolling fatigue damage and rail having excellent toughness and wear resistance and method of manufacturing the same |
GB2297094B (en) * | 1995-01-20 | 1998-09-23 | British Steel Plc | Improvements in and relating to Carbide-Free Bainitic Steels |
JPH0971844A (en) * | 1995-09-04 | 1997-03-18 | Nkk Corp | High strength bainitic steel rail excellent in damaging resistance |
CN1083013C (en) * | 1996-09-29 | 2002-04-17 | 攀枝花钢铁(集团)公司 | Heat treatment method and device for producing high-strength steel rail by using rolling waste heat |
AT407057B (en) | 1996-12-19 | 2000-12-27 | Voest Alpine Schienen Gmbh | PROFILED ROLLING MATERIAL AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
GC0000233A (en) * | 2000-08-07 | 2006-03-29 | Exxonmobil Upstream Res Co | Weld metals with superior low temperature toughness for joining high strength, low alloy steels |
AT410549B (en) * | 2001-09-13 | 2003-05-26 | Voest Alpine Schienen Gmbh & C | DEVICE FOR TURNING ROLLED GOODS WITH LONG LENGTH |
JPWO2005098055A1 (en) * | 2004-04-07 | 2008-02-28 | オリエンタルエンヂニアリング株式会社 | Metal part cooling method, metal part manufacturing method, and metal part cooling apparatus |
CZ14602U1 (en) | 2004-06-22 | 2004-08-16 | Dtávýhybkárnaáaámostárnaáa@Ás | Steel for castings of railway and streetcar points frogs |
DE102006030816A1 (en) | 2006-06-30 | 2008-01-03 | Deutsche Bahn Ag | Method for producing a high-strength frog tip and frog tip |
DE102006030815A1 (en) | 2006-06-30 | 2008-01-03 | Deutsche Bahn Ag | Method for producing high-strength tongue devices, tongue rails and / or stock rails as well as tongue device, tongue rail and / or stock rail as well as rail extensions and insulating joints |
WO2008042982A2 (en) * | 2006-10-03 | 2008-04-10 | Cola Jr Gary M | Microtreatment of iron-based alloy, apparatus and method therefor, and articles resulting therefrom |
CN101611163B (en) * | 2006-10-06 | 2013-01-09 | 埃克森美孚上游研究公司 | Low yield ratio dual phase steel linepipe with superior strain aging resistance |
JP5365112B2 (en) * | 2008-09-10 | 2013-12-11 | Jfeスチール株式会社 | High strength steel plate and manufacturing method thereof |
JP5483859B2 (en) * | 2008-10-31 | 2014-05-07 | 臼井国際産業株式会社 | Processed product of high-strength steel excellent in hardenability and manufacturing method thereof, and manufacturing method of fuel injection pipe and common rail for diesel engine excellent in high strength, impact resistance and internal pressure fatigue resistance |
ITMI20090892A1 (en) * | 2009-05-20 | 2010-11-21 | Danieli Off Mecc | COOLING TANK FOR RAILS |
JP5883211B2 (en) * | 2010-01-29 | 2016-03-09 | 株式会社神戸製鋼所 | High-strength cold-rolled steel sheet with excellent workability and method for producing the same |
-
2012
- 2012-09-11 AT ATA990/2012A patent/AT512792B1/en not_active IP Right Cessation
-
2013
- 2013-06-27 BR BR112015005189A patent/BR112015005189A2/en not_active IP Right Cessation
- 2013-06-27 CN CN201380047032.0A patent/CN104812918A/en active Pending
- 2013-06-27 JP JP2015530236A patent/JP2015532946A/en active Pending
- 2013-06-27 TW TW102122931A patent/TWI496897B/en not_active IP Right Cessation
- 2013-06-27 US US14/427,525 patent/US20150218759A1/en not_active Abandoned
- 2013-06-27 EP EP13739927.5A patent/EP2895632A1/en not_active Withdrawn
- 2013-06-27 WO PCT/AT2013/000107 patent/WO2014040093A1/en active Application Filing
- 2013-06-27 AU AU2013315331A patent/AU2013315331A1/en not_active Abandoned
- 2013-06-27 UA UAA201503380A patent/UA110312C2/en unknown
- 2013-06-27 CA CA2883523A patent/CA2883523A1/en not_active Abandoned
- 2013-06-27 RU RU2015113360A patent/RU2608254C2/en not_active IP Right Cessation
- 2013-07-12 AR ARP130102503 patent/AR091760A1/en unknown
-
2015
- 2015-03-27 ZA ZA2015/02151A patent/ZA201502151B/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2608254C2 (en) | 2017-01-17 |
TWI496897B (en) | 2015-08-21 |
JP2015532946A (en) | 2015-11-16 |
AR091760A1 (en) | 2015-02-25 |
CA2883523A1 (en) | 2014-03-20 |
AT512792B1 (en) | 2013-11-15 |
US20150218759A1 (en) | 2015-08-06 |
AT512792A4 (en) | 2013-11-15 |
WO2014040093A1 (en) | 2014-03-20 |
RU2015113360A (en) | 2016-11-10 |
EP2895632A1 (en) | 2015-07-22 |
CN104812918A (en) | 2015-07-29 |
AU2013315331A1 (en) | 2015-04-16 |
BR112015005189A2 (en) | 2017-07-04 |
TW201410877A (en) | 2014-03-16 |
ZA201502151B (en) | 2016-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
UA110312C2 (en) | Method of manufacturing bainite rail steel, rolling track pitch and device for implementation of it | |
Li et al. | Fatigue property and microstructure deformation behavior of multiphase microstructure in a medium-carbon bainite steel under rolling contact condition | |
Devanathan et al. | Rolling-sliding wear behavior of three bainitic steels | |
JPH0474424B2 (en) | ||
Xue et al. | Effect of hardenability on microstructure and property of low alloy abrasion-resistant steel | |
AU2015304699B2 (en) | Head Hardened Rail Manufacturing Method and Manufacturing Apparatus | |
US20230416858A1 (en) | Track part and method for producing a track part | |
JP5686231B1 (en) | Rail manufacturing method and manufacturing apparatus | |
Makhlouf et al. | Low cycle fatigue life improvement of AISI 304 by initial and intermittent wire brush hammering | |
Green et al. | The effect of microstructure and composition on the rolling contact fatigue behaviour of cast bainitic steels | |
AU2016260101B2 (en) | Method for producing steel material, apparatus for cooling steel material, and steel material | |
Ławrynowicz | Plastic deformation and softening of the surface layer of railway wheel | |
Acharya et al. | Microstructure and wear behavior of austempered high carbon high silicon steel | |
US20230416884A1 (en) | Linepipe Steel With Alternative Carbon Steel Compositions For Enhanced Sulfide Stress Cracking Resistance | |
Choi et al. | Microstructure and Mechanical Properties of Continuous Welded 50N Rail | |
Srivastava et al. | Micromechanical characterisation of Indian rail steel | |
ANIOŁEK et al. | Influence of hot rolling and isothermal annealing on microstructure and mechanical properties of high carbon steel | |
BR112019025788B1 (en) | RAILWAY PART AND ITS METHOD, IN PARTICULAR A LOW ALLOY STEEL RAIL FOR RAILWAY VEHICLES |