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 PDF

Info

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
Application number
UAA201503380A
Other languages
Ukrainian (uk)
Inventor
Peter Pointner
Norbert Frank
Original Assignee
Voestalpine Schienen 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 Voestalpine Schienen Gmbh filed Critical Voestalpine Schienen Gmbh
Publication of UA110312C2 publication Critical patent/UA110312C2/en

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B5/00Rails; Guard rails; Distance-keeping means for them
    • E01B5/02Rails
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-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
    • B21B1/08Metal-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
    • B21B1/085Rail sections
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C21D1/19Hardening; Quenching with or without subsequent tempering by interrupted quenching
    • C21D1/20Isothermal quenching, e.g. bainitic hardening
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/56General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
    • C21D1/613Gases; Liquefied or solidified normally gaseous material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D6/00Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/002Heat treatment of ferrous alloys containing Cr
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D6/00Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/004Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D6/00Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/005Heat treatment of ferrous alloys containing Mn
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D6/00Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/008Heat treatment of ferrous alloys containing Si
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/005Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0006Details, accessories not peculiar to any of the following furnaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0062Heat-treating apparatus with a cooling or quenching zone
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/04Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rails
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/12Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/22Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/24Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B45/00Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02Devices 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
    • B21B45/0203Cooling
    • B21B45/0209Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
    • B21B45/0215Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
    • B21B2045/0221Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes for structural sections, e.g. H-beams
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B43/00Cooling 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62Quenching devices
    • C21D1/63Quenching devices for bath quenching
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D2211/00Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/002Bainite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D2211/00Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/005Ferrite

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)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУFORMULA OF THE INVENTION 1. Ділянка доріжки кочення, зокрема рейка для рейкового транспорту, виготовлена з низьколегованої сталі, яка відрізняється тим, що сталь головки рейки на ділянці доріжки кочення включає феритову частку, що становить 5-15 95 за об'ємом, і багатофазну бейнітну структуру, що складається з верхньої і нижньої бейнітних часток.1. The raceway section, in particular the rail for rail transport, is made of low-alloy steel, characterized in that the steel of the rail head in the raceway section includes a ferrite fraction of 5-15 95 by volume and a multiphase bainite structure that consists of upper and lower bainite particles. 2. Ділянка доріжки кочення за п. 1, яка відрізняється тим, що 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.2. The section of the raceway according to claim 1, which differs in that the fraction of the upper bainite is 5-75 95 by volume, in particular 20-60 95 by volume, and the fraction of the lower bainite is 15-90 95 by volume , in particular 40-85 95 by volume. 3. Ділянка доріжки кочення за п. 1 або 2, яка відрізняється тим, що частка фериту становить 8- 13 95 за об'ємом.3. The section of the rolling track according to claim 1 or 2, which differs in that the fraction of ferrite is 8-13 95 by volume. 4. Ділянка доріжки кочення за будь-яким з пп. 1-3, яка відрізняється тим, що феритом є голчастий ферит.4. The section of the raceway according to any of claims 1-3, which is characterized by the fact that the ferrite is acicular ferrite. 5. Ділянка доріжки кочення за п. 4, яка відрізняється тим, що багатофазний бейніт є інтеркальованим у структуру голчастого фериту.5. The section of the raceway according to claim 4, which is characterized by the fact that multiphase bainite is intercalated in the structure of acicular ferrite. 6. Ділянка доріжки кочення за будь-яким з пп. 1-5, яка відрізняється тим, що сталь головки рейки ділянки доріжки кочення містить залишкову частку мартенситу/аустеніту, яка становить « 2 Чо за об'ємом.6. The raceway section according to any one of claims 1-5, characterized in that the steel of the rail head of the raceway section contains a residual fraction of martensite/austenite that is 2 Cho by volume. 7. Ділянка доріжки кочення за будь-яким з пп. 1-6, яка відрізняється тим, що низьколегована сталь містить кремній, марганець і хром, а також опційно ванадій, молібден, фосфор, сірку та/або нікель як легуючі компоненти.7. A raceway section according to any one of claims 1-6, characterized in that the low-alloy steel contains silicon, manganese and chromium, and optionally vanadium, molybdenum, phosphorus, sulfur and/or nickel as alloying components. 8. Ділянка доріжки кочення за п. 7, яка відрізняється тим, що частка жодного з присутніх легуючих компонентів не перевищує 1,5 95 за масою.8. The section of the rolling track according to claim 7, which is characterized by the fact that the proportion of none of the alloying components present does not exceed 1.5 95 by mass. 9. Ділянка доріжки кочення за будь-яким з пп. 1-8, яка відрізняється тим, що застосована низьколегована сталь, що має наступний еталонний склад, мас. 90: 0,4-0,55 С, 0,3-0,6 51, 0,9-1,4 Мп, 0,3-0,6 Сг, 01-03 М, 0,05-0,20 Мо, 0-0,02 Р, 0-0,02 5, 0-0,15 Мі.9. The section of the rolling track according to any of claims 1-8, which is characterized by the fact that low-alloy steel is used, having the following reference composition, wt. 90: 0.4-0.55 C, 0.3-0.6 51, 0.9-1.4 Mp, 0.3-0.6 Sg, 01-03 M, 0.05-0.20 Mo, 0-0.02 P, 0-0.02 5, 0-0.15 Mi. 10. Ділянка доріжки кочення за будь-яким з пп. 1-9, яка відрізняється тим, що вказана ділянка доріжки кочення має межу міцності на розрив Кт вище ніж 1150 Н/мм: в області головки рейки.10. A track section according to any of claims 1-9, which is characterized by the fact that the specified section of the track has a tensile strength Kt higher than 1150 N/mm: in the area of the rail head. 11. Ділянка доріжки кочення за будь-яким з пп. 1-10, яка відрізняється тим, що вказана ділянка доріжки кочення має твердість вище 340 НВ в області головки рейки.11. The section of the rolling track according to any of claims 1-10, which is characterized by the fact that the specified section of the rolling track has a hardness higher than 340 HB in the area of the rail head. 12. Спосіб виготовлення ділянки доріжки кочення за будь-яким з пп. 1-11, з гарячекатаної секції, який відрізняється тим, що 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 при швидкості охолодження 2-5 "С/с, починаючи від температури 740-850 С, зокрема близько 790"С, до досягнення першого значення температури 450-525С, що забезпечує формування фериту, на другому етапі забезпечують 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 280-350 "С, при цьому охолодження продовжують протягом періоду часу 50-100 с, зокрема 70 с, а на четвертому етапі підтримують друге значення зазначеної вище температури.12. The method of manufacturing a track section according to any of claims 1-11, from a hot-rolled section, which is characterized by the fact that the rail head made of graded rolled steel is subjected to controlled cooling immediately upon exiting the cage in a state heated during rolling, while the specified above, the controlled cooling process at the first stage includes accelerated cooling at a cooling rate of 2-5 "C/s, starting from a temperature of 740-850 C, in particular about 790 "C, until reaching the first temperature value of 450-525 C, which ensures the formation of ferrite, on in the second stage, the above-mentioned first temperature is maintained for the process of ferrite formation, 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 of 280-350 "C is reached, while cooling is continued for a period of time of 50- 100 s, in particular 70 s, and at the fourth stage they support the second value of the specified higher temperature. 13. Спосіб за п. 12, який відрізняється тим, що показники температур визначають на безлічі точок вимірювання, розподілених по довжині ділянки доріжки кочення, і формують значення середньої температури, яке застосовують для управління зазначеним контрольованим охолодженням.13. The method according to claim 12, which is characterized by the fact that the temperature indicators are determined at many measurement points distributed along the length of the raceway section, and form the average temperature value, which is used to control the specified controlled cooling. 14. Спосіб за п. 12 або 13, який відрізняється тим, що контрольоване охолодження здійснюють шляхом занурення щонайменше головки рейки в охолоджуючу рідину.14. The method according to claim 12 or 13, which is characterized by the fact that the controlled cooling is carried out by immersing at least the head of the rail in a cooling liquid. 15. Спосіб за будь-яким з пп. 12-14, який відрізняється тим, що охолодження на третьому етапі контролюють таким чином, щоб примусити охолоджуючу рідину спочатку утворити плівку пари на поверхні головки рейки, а потім закипіти на зазначеній поверхні.15. The method according to any one of claims 12-14, characterized in that the cooling in the third stage is controlled in such a way as to force the cooling liquid to first form a film of vapor on the surface of the rail head and then to boil on said surface. 16. Спосіб за п. 15, який відрізняється тим, що на третьому етапі газоподібне середовище, яке має розірвати плівку, наприклад азот, під тиском подають на головку рейки по всій довжині ділянки доріжки кочення, щоб розірвати плівку пари по всій довжині ділянки доріжки кочення і спричинити фазу кипіння.16. The method according to claim 15, which is characterized by the fact that in the third stage, a gaseous medium that should break the film, such as nitrogen, is supplied under pressure to the head of the rail along the entire length of the raceway section to break the vapor film along the entire length of the raceway section and cause the boiling phase. 17. Спосіб за п. 16, який відрізняється тим, що стан охолоджувальної рідини на третьому етапі контролюють по всій довжині ділянки доріжки кочення, а газоподібне середовище, що має розірвати плівку, подають під тиском на головку рейки при першій появі ознаки фази кипіння в зоні протяжності ділянки доріжки кочення.17. The method according to claim 16, which differs in that the state of the coolant in the third stage is monitored along the entire length of the section of the rolling track, and the gaseous medium, which should break the film, is fed under pressure to the head of the rail at the first appearance of signs of the boiling phase in the extension zone taxiway sections. 18. Спосіб за п. 16 або 17, який відрізняється тим, що газоподібне середовище, яке має розірвати плівку, подають під тиском на головку рейки протягом майже 20-100 с зокрема близько 50 с, після початку третього етапу.18. The method according to claim 16 or 17, which is characterized by the fact that the gaseous medium, which should break the film, is supplied under pressure to the head of the rail for almost 20-100 s, in particular about 50 s, after the start of the third stage. 19. Спосіб за будь-яким з пп. 12-18, який відрізняється тим, що ділянку доріжки кочення повністю занурюють в охолоджуючу рідину на першому етапі.19. The method according to any one of claims 12-18, which is characterized by the fact that the section of the rolling track is completely immersed in the cooling liquid in the first stage. 20. Спосіб за будь-яким з пп. 12-19, який відрізняється тим, що ділянку доріжки кочення утримують у стані видалення з охолоджуючої рідини на другому етапі.20. The method according to any one of claims 12-19, which is characterized in that the section of the rolling track is kept in a state of removal from the cooling liquid in the second stage. 21. Спосіб за будь-яким з пп. 12-20, який відрізняється тим, що ділянку доріжки кочення просто занурюють в охолоджуючу рідину головкою рейки на третьому етапі.21. The method according to any one of claims 12-20, which is characterized by the fact that the section of the raceway is simply immersed in the cooling liquid with the head of the rail in the third stage. 22. Спосіб за будь-яким з пп. 12-21, який відрізняється тим, що ділянку доріжки кочення циклічно занурюють в охолоджуючу рідину і видаляють з охолоджуючої рідини на четвертому етапі.22. The method according to any one of claims 12-21, which is characterized in that the section of the raceway is cyclically immersed in the cooling liquid and removed from the cooling liquid in the fourth stage. 23. Пристрій для здійснення способу за будь-яким з пп. 12-22, що містить охолоджуючий резервуар, відповідний довжині ділянки доріжки кочення і придатний для заповнення охолоджуючою рідиною, пристрій для піднімання і опускання ділянки доріжки кочення для занурення ділянки доріжки кочення в охолоджуючий резервуар і видалення її з нього, прилад для вимірювання температури ділянки доріжки кочення, засіб для генерування середовища під тиском для вприскування середовища під тиском в охолоджуючу рідину, засіб для регулювання температури охолоджуючої 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 для управління операціями піднімання і опускання, із засобом для регулювання температури охолоджуючої рідини, в залежності від результатів вимірювань температури, і, крім того, із засобом для генерування середовища під тиском.23. A device for carrying out the method according to any of claims 12-22, containing a cooling tank corresponding to the length of the running track section and suitable for filling with a cooling liquid, a device for raising and lowering the running track section for immersing the running track section in the cooling tank and removing it from it, a device for measuring the temperature of the running track area, 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 the temperature measuring device are received and which interacts with the lifting and lowering device to control the lifting and lowering operations, with the means for adjusting the temperature of the coolant, depending on the results of the temperature measurements, and, in addition, with the means for generating the pressurized medium. 24. Пристрій за п. 23, який відрізняється тим, що передбачені датчики для виявлення процесу кипіння охолоджуючої рідини на поверхні головки рейки, результати вимірювань яких подаються на контрольний пристрій для активування засобу генерування середовища під тиском, в залежності від результатів вимірювань датчика.24. The device according to claim 23, which is characterized by the fact that 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 results of the sensor measurements. 25. Пристрій за п. 24, який відрізняється тим, що передбачено безліч датчиків для виявлення процесу кипіння охолоджуючої рідини на поверхні головки рейки, причому, вказані датчики Зо розподілені по всій довжині охолоджуючого резервуара.25. The device according to claim 24, which is characterized by the fact that a number of sensors are provided for detecting the process of boiling of the cooling liquid on the surface of the rail head, and the indicated sensors Zo are distributed along the entire length of the cooling tank. 26. Пристрій за будь-яким з пп. 23-25, який відрізняється тим, що результати вимірювання безлічі датчиків подаються 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.26. The device according to any one of claims 23-25, characterized in that the measurement results of a plurality of sensors are fed to a control device, while said control device activates the means for generating a medium under pressure as soon as at least one sensor detects signs of boiling of the coolant on the surface of the rail head. 27. Пристрій за будь-яким з пп. 23-26, який відрізняється тим, що контрольний пристрій є конфігурованим із забезпеченням можливості виконувати контрольоване охолодження, яке включає на першому етапі прискорене охолодження до досягнення першого значення температури, що забезпечує формування фериту, на другому етапі - підтримання вказаного вище значення першої температури, що забезпечує 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.27. The device according to any one of claims 23-26, characterized in that the control device is configured to provide the ability to perform controlled cooling, which includes, in the first stage, accelerated cooling until reaching a first temperature value that ensures the formation of ferrite, in the second stage - maintenance of the above-mentioned first temperature value, which ensures the formation of ferrite, in the third stage - further cooling in the temperature range that ensures the formation of multiphase bainite, until the second temperature value is reached, and in the fourth stage - maintenance of the specified second temperature value. 28. Пристрій за п. 27, який відрізняється тим, що контрольний пристрій є конфігурованим на зниження температури головки рейки на першому етапі до першого значення температури 450- 525 "С при швидкості охолодження 2-5 "С/с, на підтримку температури головки рейки на другому етапі при першому значенні температури, а також на зниження температури головки рейки на третьому етапі до другого значення температури 280-350 "С, переважно протягом 50- 100 с, зокрема близько 70 с.28. The device according to claim 27, which is characterized in that the control device is configured to reduce the temperature of the rail head in the first stage to the first temperature value of 450-525 "C at a cooling rate of 2-5 "C/s, to maintain the temperature of the rail head at in the second stage at the first temperature value, as well as to 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. 29. Пристрій за п. 27 або 28, який відрізняється тим, що контрольний пристрій є конфігурованим на активацію засобу генерування середовища під тиском на третьому етапі.29. The device according to claim 27 or 28, characterized in that the control device is configured to activate the means for generating the pressurized environment in the third stage. ж Б Ж х Я Ко ї З КЗ КУ х Ж и х У дос й -е Мена «5 кі ства док ск мс х ЗУ й У «З ; ке За Х ЩЕ ж Я ас ї сни Е з ; КУ КЕ, й одхутрюююутнесттотеотннлнннтиня не з НИ ВН в зо ВИМИ ІЗ У ї Я Бен с Тен Ж ж КЗ Е м ков х З ч як соди ї ря - ї й 3 З жк як Її ще їх сс - З с гу ду рені х х у.ж B Ж х Я Ko і Z KZ KU х Ж і х U dos y -e Mena "5 ki stva dok sk ms х ZU y U "Z ; ke Za X SCHE j I as i sny E z ; KU KE, y odhutryuyuyuutnesttoteotnnnnntynya not z NI VN v z o vymy iz U y I Ben s Ten J zh KZ E m kov h Z h as sodi y rya - y y 3 Z zhk as Her still their ss - Z s gu du reni h x y. К у. ІЗ в: г сам щу од г 5. х хх СОКУ ще. Се а ТЯ З пли НН КАК вододев КК кКККК КК ооо ААААКА КК КК ооо а кАКАТ АЛАНА КН кю оггюгогесееееесеве сн і: МУ ММ ММ зваTo IZ in: g sam schu od g 5. x xx SOKU still. Se a TYA Z ply NN HOW water supply KK kKKKK KK ooo AAAAKA KK KK ooo a kACAT ALANA KN kyu oggyugogeseeeeeseve sn i: MU MM MM zva Фіг. 1 і р. уурриЕривмкімфцувіжБ'уд'мввфрии/ввіааккммлчсшрврлвлнизввввв ОО ОВ ПО ОПО ОПО ВПО КОВИХ Ко в М ОО ОО ОО я ВОМ не КОП КОНИК ОО ОО ОМ ООН ОО В НОВО К НКЖо в я 3 ОКО В ОН в В о В НН В В в в ОО ОО ОО ОО ОО І ОН В НН В В В В НН КО НК ОО ОВ ОО КО ОО ОО ЗО ОК М о о ЗОН КН и оо В М о ООН в МО В я В В ни Но ОО В ни о В В В В ОО п в о М я и МИ о: ПО В в в в и о ЗОН В В В М ПК оо В ОН В В В я: ПН в В ння . п А З По В В В НН В в НН Пе В В ня ОН М В КН В В ОО І ОО ОО КО ОО ОО ОО во ПО о ООН В Он ОН пом М ООН и в о ПО М я Но ВН НН НИ В ОВ ВО В о о п М я Я о ,миИННММа На А М КО ннцскоюсооооО ЗНО В В ОО ПО 3 є я І 55555555... п 55555555, 5, М я МБО ІІІ, І, Б ІІІ Хм ПО в З її 5 5 її с: її 4Fig. 1 and r. uurryEryvmkimftsuvizhB'ud'mvvfrii/vviaakkmmlchsshrvrlvlnyzvvvv OO OV PO OPO OPO VPO KOVYH Ko v M OO OO OO i VOM ne KOP KONYK OO OO OM OON OO V NOVO K NKZho v i 3 OKO V ON v V o V NN V В в ОО ОО ОО ОО ОО ОО I ОН В Н В В В Н Н К Н О О О О О О О О О О О О О О О О К ОО ОО ОО ОО ОО ОО ОО ОО ОО ОО ОО ОО ОО ОО ОО ОО ОО ОО ОО ОО ОО ОО В В В В ОО pvo o M ia i МY o: PO В в в и о ZON В В В М ПК оо О Н В В В я: ПН в В ня . p A Z Po V V V NN V v NN Pe V V nya ON M V KN V V OO I OO OO CO OO OO OO o PO o UNO V On ON pom M UNO i v o PO M I No VN NN NI V OV VO V o o p M I I o ,myINNMMa Na A M KO nncskoyusooooOO ZNO V V OO PO 3 is I I 55555555... claim 55555555, 5, M I MBO III, I, B III Hm PO in Z her 5 5 her s: her 4 Фіг. ЗFig. WITH
UAA201503380A 2012-09-11 2013-06-27 Method of manufacturing bainite rail steel, rolling track pitch and device for implementation of it UA110312C2 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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