UA110312C2 - Спосіб виготовлення бейнітних рейкових сталей, ділянка доріжки кочення і пристрій для здійснення способу - Google Patents

Спосіб виготовлення бейнітних рейкових сталей, ділянка доріжки кочення і пристрій для здійснення способу 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
English (en)
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/uk

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B5/00—Rails; Guard rails; Distance-keeping means for them
    • E01B5/02—Rails
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/08—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling structural sections, i.e. work of special cross-section, e.g. angle steel
    • B21B1/085—Rail sections
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C21D1/19—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering by interrupted quenching
    • C21D1/20—Isothermal quenching, e.g. bainitic hardening
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/56—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
    • C21D1/613—Gases; Liquefied or solidified normally gaseous material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/002—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/004—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/005—Heat treatment of ferrous alloys containing Mn
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/008—Heat treatment of ferrous alloys containing Si
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/005—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0006—Details, accessories not peculiar to any of the following furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0062—Heat-treating apparatus with a cooling or quenching zone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/04—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rails
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • B21B45/0203—Cooling
    • B21B45/0209—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
    • B21B45/0215—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
    • B21B2045/0221—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes for structural sections, e.g. H-beams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B43/00—Cooling beds, whether stationary or moving; Means specially associated with cooling beds, e.g. for braking work or for transferring it to or from the bed
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62—Quenching devices
    • C21D1/63—Quenching devices for bath quenching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/002—Bainite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/005—Ferrite

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

Винахід належить до доріжки кочення, зокрема рейки для рейкових транспортних засобів, виготовленої з низьколегованої сталі, при цьому сталь, з якої виготовлена головка рейки, на ділянці доріжки кочення включає в себе феритову частку, що становить 5-15 % за об'ємом, і багатофазну бейніту структуру, що складається з верхньої і нижньої бейнітних часток.

Description

Винахід належить до доріжки кочення, зокрема рейки для рейкових транспортних засобів, виготовленої з низьколегованої сталі.
Винахід, крім того, належить до способу виготовлення доріжки кочення з гарячекатаної секції і пристрою для здійснення способу.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Хоча, за рахунок наведених вище заходів, формування і поширення розтріскування на головці рейки можна загальмувати, однак їх не можна попередити.
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.
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.
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 високої
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.
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.
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.
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.
Феритова частка становить переважно 8-13 95 за об'ємом.
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.
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.
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.
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 Мі
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 твердість
Зо вище 340 НВ в області головки рейки.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
З огляду на те, що температура поверхні рейки може варіюватися по всій довжині ділянки доріжки кочення, при цьому охолодження виконується рівномірно по всій ділянці доріжки
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Це може, зокрема, виконуватися так, щоб стан охолоджувальної рідини на третьому етапі контролювався по всій довжині ділянки доріжки кочення, а газоподібне середовище, що має
Зо розірвати плівку, подавалося під тиском на головку рейки при першій появі ознаки фази кипіння в зоні протяжності ділянки доріжки кочення.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Контрольний пристрій, переважно, налаштований (конфігурований) на можливість активування засобу генерування середовища під тиском на третьому етапі.
Надалі винахід описано більш докладно за допомогою прикладів здійснення.
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 Мі
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 досягненні
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.
Приклад 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 Мі
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.
Тонка структура показана на фіг. 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.
Твердість: 347 НВ
Межа міцності на розрив: 1162 МПа 0,2 95 межа плинності (пластичності): 977 МПа
Відносне подовження при розриві: 14,4 95
Випробування на удар з надрізом:
Тест при ж 207 С: 110 Дж / сме
Тест при -20" С: 95 Дж / сме
Ріст тріщини: да/аМ (прирощення довжини тріщини за один втомний цикл).
Тест при ДК-10 МПахмі: 8,9 (т/ссі
Тест при ДК-13,5 |МПахмі: 15,8 (т/Ссі,
Де (т/сос)| - м / гігацикл.
Зносостійкість:
Тест Амслера (АМ5ІГГ ЕК): 10 95 ковзання (сповзання), нормальна сила1200 Н
Знос матеріалу: 1,72 мг/м?
Порівняння Р260 із зносом: 1,79 мг/м?
Стійкість до утворення тріщин: 39 МПахм
Приклад 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,
Ко) близько 75 95 за об'ємом нижнього бейніту, «1 95 за об'ємом мартенситу - залишковий аустеніт.
Тонка структура показана на фіг. 3.
Були виміряні наступні властивості матеріалу.
Твердість: 405 НВ
Межа міцності на розрив: 1387 МПа 0,2 95 межа плинності (пластичності): 1144 МПа
Відносне подовження при розриві: 12.6 95
Випробування на удар з надрізом:
Тест при -- 207 С: 100 Дж / см-
Тест при -20? С: 75 Дж / см-
Ріст тріщини: да/аМ (прирощення довжини тріщини за один втомний цикл).
Тест при ДК-10 МПахмі: 9,5 |(т/СсІ
Тест при ДК-13,5 |МПахмі: 16,5 (т/ссі,
Де (т/сс)| - м / гігацикл.
Зносостійкість:
Тест Амслера (АМ5ІГГ ЕК): 10 95 ковзання (сповзання), нормальна сила1200 Н
Знос матеріалу: 1, 55 мг/м2
Порівняння К260 із зносом: 1,79 мг/ме
Стійкість до утворення тріщин: 36 МПаум

Claims (29)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
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.
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.
3. Ділянка доріжки кочення за п. 1 або 2, яка відрізняється тим, що частка фериту становить 8- 13 95 за об'ємом.
4. Ділянка доріжки кочення за будь-яким з пп. 1-3, яка відрізняється тим, що феритом є голчастий ферит.
5. Ділянка доріжки кочення за п. 4, яка відрізняється тим, що багатофазний бейніт є інтеркальованим у структуру голчастого фериту.
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.
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.
8. Ділянка доріжки кочення за п. 7, яка відрізняється тим, що частка жодного з присутніх легуючих компонентів не перевищує 1,5 95 за масою.
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.
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.
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.
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.
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.
14. Спосіб за п. 12 або 13, який відрізняється тим, що контрольоване охолодження здійснюють шляхом занурення щонайменше головки рейки в охолоджуючу рідину.
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.
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.
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.
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.
19. Спосіб за будь-яким з пп. 12-18, який відрізняється тим, що ділянку доріжки кочення повністю занурюють в охолоджуючу рідину на першому етапі.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 зва
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 4
Фіг. З
UAA201503380A 2012-09-11 2013-06-27 Спосіб виготовлення бейнітних рейкових сталей, ділянка доріжки кочення і пристрій для здійснення способу UA110312C2 (uk)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA990/2012A AT512792B1 (de) 2012-09-11 2012-09-11 Verfahren zur Herstellung von bainitischen Schienenstählen
PCT/AT2013/000107 WO2014040093A1 (de) 2012-09-11 2013-06-27 Verfahren zur herstellung von bainitischen schienenstählen, gleisteil und einrichtung zur durchführung des verfahrens

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA110312C2 true UA110312C2 (uk) 2015-12-10

Family

ID=48856470

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAA201503380A UA110312C2 (uk) 2012-09-11 2013-06-27 Спосіб виготовлення бейнітних рейкових сталей, ділянка доріжки кочення і пристрій для здійснення способу

Country Status (14)

Country Link
US (1) US20150218759A1 (uk)
EP (1) EP2895632A1 (uk)
JP (1) JP2015532946A (uk)
CN (1) CN104812918A (uk)
AR (1) AR091760A1 (uk)
AT (1) AT512792B1 (uk)
AU (1) AU2013315331A1 (uk)
BR (1) BR112015005189A2 (uk)
CA (1) CA2883523A1 (uk)
RU (1) RU2608254C2 (uk)
TW (1) TWI496897B (uk)
UA (1) UA110312C2 (uk)
WO (1) WO2014040093A1 (uk)
ZA (1) ZA201502151B (uk)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107326302B (zh) * 2017-05-26 2018-10-19 北京交通大学 一种耐蚀贝氏体钢、钢轨及制备方法
AT519669B1 (de) * 2017-06-07 2018-09-15 Voestalpine Schienen Gmbh Gleisteil und Verfahren zur Herstellung eines Gleisteils
WO2019102258A1 (en) 2017-11-27 2019-05-31 Arcelormittal Method for manufacturing a rail and corresponding rail
CN110102581B (zh) * 2019-04-03 2020-10-30 池州海琳服装有限公司 一种基于物联网的冷轧线材堆钢检测方法
FR3101888B1 (fr) * 2019-10-14 2024-02-09 Fives Stein Refroidissement rapide des tôles d’acier à haute limite élastique
CN110904311B (zh) * 2019-12-06 2021-08-03 马鞍山钢铁股份有限公司 一种抗失圆车轮钢、车轮及车轮的制备方法
CN110714377B (zh) * 2019-12-10 2021-08-13 安徽浦进轨道装备有限公司 一种易于装配的磁悬浮车辆轨道的支撑结构
CN112159940A (zh) * 2020-10-27 2021-01-01 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 大过冷度深硬化层道岔钢轨及其制备方法
CN112962029B (zh) * 2021-02-01 2021-12-21 广东鑫发精密金属科技有限公司 一种拉链纽扣用低硬度易加工的不锈钢材料及其制备方法
CN114317918B (zh) * 2021-12-28 2023-09-22 内蒙古科技大学 一种高强韧组织定量化控制的贝马复相重轨钢及其制备方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR90024E (fr) 1965-04-28 1967-09-29 Lorraine Escaut Sa Procédé et installation de traitement thermique des 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 (ja) * 1995-09-04 1997-03-18 Nkk Corp 耐損傷性に優れた高強度ベイナイト鋼レ−ル
CN1083013C (zh) * 1996-09-29 2002-04-17 攀枝花钢铁(集团)公司 利用轧制余热生产高强度钢轨的热处理方法及其装置
AT407057B (de) * 1996-12-19 2000-12-27 Voest Alpine Schienen Gmbh Profiliertes walzgut und verfahren zu dessen herstellung
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 (de) * 2001-09-13 2003-05-26 Voest Alpine Schienen Gmbh & C Vorrichtung zum vergüten von walzgut mit grosser länge
CN100497663C (zh) * 2004-04-07 2009-06-10 东方工程公司 金属部件的冷却方法、金属部件的制造方法以及金属部件的冷却装置
CZ14602U1 (cs) 2004-06-22 2004-08-16 Dtávýhybkárnaáaámostárnaáa@Ás Ocel pro odlitky srdcovek železničních a tramvajových výhybek
DE102006030816A1 (de) 2006-06-30 2008-01-03 Deutsche Bahn Ag Verfahren zur Herstellung einer hochfesten Herzstückspitze sowie Herzstückspitze
DE102006030815A1 (de) 2006-06-30 2008-01-03 Deutsche Bahn Ag Verfahren zur Herstellung hochfester Zungenvorrichtungen , Zungenschienen und/oder Backenschienen sowie Zungenvorrichtung, Zungenschiene und/oder Backenschiene sowie Schienenauszügen und Isolierstöße
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 (zh) * 2006-10-06 2013-01-09 埃克森美孚上游研究公司 具有优良的抗应变时效性的低屈服比双相钢管线管
JP5365112B2 (ja) * 2008-09-10 2013-12-11 Ｊｆｅスチール株式会社 高強度鋼板およびその製造方法
JP5483859B2 (ja) * 2008-10-31 2014-05-07 臼井国際産業株式会社 焼入性に優れた高強度鋼製加工品及びその製造方法、並びに高強度かつ耐衝撃特性及び耐内圧疲労特性に優れたディーゼルエンジン用燃料噴射管及びコモンレールの製造方法
ITMI20090892A1 (it) * 2009-05-20 2010-11-21 Danieli Off Mecc Vasca di raffreddamento per rotaie
JP5883211B2 (ja) * 2010-01-29 2016-03-09 株式会社神戸製鋼所 加工性に優れた高強度冷延鋼板およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
AU2013315331A1 (en) 2015-04-16
CA2883523A1 (en) 2014-03-20
CN104812918A (zh) 2015-07-29
BR112015005189A2 (pt) 2017-07-04
RU2015113360A (ru) 2016-11-10
TW201410877A (zh) 2014-03-16
JP2015532946A (ja) 2015-11-16
US20150218759A1 (en) 2015-08-06
AT512792A4 (de) 2013-11-15
AR091760A1 (es) 2015-02-25
WO2014040093A1 (de) 2014-03-20
AT512792B1 (de) 2013-11-15
EP2895632A1 (de) 2015-07-22
TWI496897B (zh) 2015-08-21
ZA201502151B (en) 2016-01-27
RU2608254C2 (ru) 2017-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
UA110312C2 (uk) Спосіб виготовлення бейнітних рейкових сталей, ділянка доріжки кочення і пристрій для здійснення способу
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 (uk)
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 (ja) レールの製造方法及び製造装置
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
AU2016260101B9 (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 (pt) Peça de via férrea e seu método, em particular um trilho de aço de baixa liga para veículos ferroviários