UA119629C2 - Залізничне колесо - Google Patents

Залізничне колесо Download PDF

Info

Publication number
UA119629C2
UA119629C2 UAA201809689A UAA201809689A UA119629C2 UA 119629 C2 UA119629 C2 UA 119629C2 UA A201809689 A UAA201809689 A UA A201809689A UA A201809689 A UAA201809689 A UA A201809689A UA 119629 C2 UA119629 C2 UA 119629C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
content
railway wheel
steel
railway
corrosion
Prior art date
Application number
UAA201809689A
Other languages
English (en)
Inventor
Манабу КУБОТА
Original Assignee
Ніппон Стіл Енд Сумітомо Метал Корпорейшн
Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн
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 Ніппон Стіл Енд Сумітомо Метал Корпорейшн, Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн filed Critical Ніппон Стіл Енд Сумітомо Метал Корпорейшн
Publication of UA119629C2 publication Critical patent/UA119629C2/uk

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B17/00—Wheels characterised by rail-engaging elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B32B15/011—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic all layers being formed of iron alloys or steels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/18—Layered products comprising a layer of metal comprising iron or steel
    • 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
    • C21D9/0068—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for particular articles not mentioned below
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/04—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rails
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • 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
    • C22C38/008—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tin
    • 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
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • 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
    • C22C38/08—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
    • 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
    • C22C38/14—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
    • 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
    • C22C38/16—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing copper
    • 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
    • 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
    • C22C38/20—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with copper
    • 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
    • C22C38/26—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with niobium or tantalum
    • 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
    • C22C38/28—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B2360/00—Materials; Physical forms thereof
    • B60B2360/10—Metallic materials
    • B60B2360/102—Steel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B2900/00—Purpose of invention
    • B60B2900/10—Reduction of
    • B60B2900/141—Corrosions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/30—Railway vehicles
    • 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
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/009—Pearlite
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771—Transition metal-base component
    • Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12951—Fe-base component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771—Transition metal-base component
    • Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12951—Fe-base component
    • Y10T428/12958—Next to Fe-base component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771—Transition metal-base component
    • Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12951—Fe-base component
    • Y10T428/12958—Next to Fe-base component
    • Y10T428/12965—Both containing 0.01-1.7% carbon [i.e., steel]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771—Transition metal-base component
    • Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12951—Fe-base component
    • Y10T428/12972—Containing 0.01-1.7% carbon [i.e., steel]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/21—Circular sheet or circular blank
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/21—Circular sheet or circular blank
    • Y10T428/218—Aperture containing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/21—Circular sheet or circular blank
    • Y10T428/219—Edge structure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24273—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including aperture
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24273—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including aperture
    • Y10T428/24281—Struck out portion type

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Abstract

Пропонується залізничне колесо, що має чудову стійкість до корозійної втоми. Залізничне колесо відповідно до даного варіанта здійснення має наступний хімічний склад, що складається з, мас. %: С: від 0,65 до 0,80, Sі: від 0,10 до 1,0, Mn: від 0,10 до 1,0, P: не більше ніж 0,030, S: не більше ніж 0,030, Cr: від 0,05 до 0,20, Sn: від 0,005 до 0,50, Al: від 0,010 до 0,050, N: від 0,0020 до 0,015, Cu: від 0 до 0,20, Nі: від 0 до 0,20, Mo: від 0 до 0,20, V: від 0 до 0,20, Nb: від 0 до 0,030 і Tі: від 0 до 0,030, із залишком, що являє собою Fe і домішки. Дискова частина має матричну структуру, що складається з перліту.

Description

ГАЛУЗЬ ТЕХНІКИ (00011)
Даний винахід належить до колеса, і більш конкретно до залізничного колеса, використовуваного для залізничного вагона.
РІВЕНЬ ТЕХНІКИ
ІООО2І
Для підвищення ефективності залізничних перевезень зусилля були спрямовані на те, щоб збільшити навантаження на залізничні вагони, а також збільшити швидкість залізничних вагонів.
Відповідно, були проведені дослідження зменшення утомних пошкоджень, обумовлених контактом кочення з рейкою, і поліпшення опору зношуванню.
ІО0ОЗІ
Методики для поліпшення опору зношуванню залізничних коліс були запропоновані в японській патентній публікації Мо 2012-107295 (Патентний документ 1) і в японській патентній публікації Мо 2013-231212 (Патентний документ 2).
ІООО4І
Сталь для колеса, розкрита в Патентному документі 1, складається з, у мас. 90: С: від 0,65 до 0,84, 51: від 0,02 до 1,00, Мп: від 0,50 до 1,90, Ст: від 0,02 до 0,50, М: від0О0,02 до 0,20 і 5: не більше ніж 0,04, із залишком з Ее і домішок, причому значення Еп1, що визначається Формулою (1), становить 34-43, а значення Еп2, що визначається Формулою (2), становить не більше 25.
Тут Формула (1) виглядає як Еп1-2,7429,5С-2,95і146,9Мп-10,8Ст-30,3Мо--44,3М, а Формула (2) виглядає як Еп2-0,76 х ехр(0,05С) х ехр(1,355і) х ехр(0,38Мпи) х ехр(0,77СІ) х ехр(3,0МОо) х ехр(4,6У). 0005)
Колесо для залізничного вагона, розкрите в Патентному документі 2, складається з, у мас.
Фо: С: від 0,65 до 0,84, 51: від 0,4 до 1,0, Мп: від 0,50 до 1,40, Сг: від 0,02 до 0,13, 5: не більше 0,04 ї У: від 0,02 до 0,12, із залишком з Ее і домішок, причому значення Еп!, що визначається
Формулою (1), становить 32-43, а значення Еп2, що визначається Формулою (2), становить не більше 25. Тут Формула (1) виглядає як Еп1-2,729,5С-2,951-6,9Мпя10,8Стг-30,3Мон44 3, а
Формула (2) виглядає як Еп2-ехр(0,76) хехр(0,05С) хехр(1,355і) хехр(0,38Мп) хехр(0,77Сі) хехр(3,ОМОо) хехр(4,6У).
Коо) ІО0Об)
Вищеописані Патентні документи 1 і 2 розкривають, що зносостійкість залізничних коліс поліпшується при задоволенні Формули (1). 00071
Між іншим, у залізничних перевезеннях також очікується, що коли колесо, встановлене на залізничному вагоні, піддається впливу дуже суворого корозійного навколишнього середовища, виникає корозійна утома, у якій поєднуються корозія і утома. Корозійна утома є явищем утоми, що створюється за рахунок повторюваної напруженості в корозійному навколишньому середовищі. Зокрема, очікується, що коли дискова частина залізничного колеса піддається впливу корозійного навколишнього середовища, утворюється корозійна виразка, і відбувається явище утоми, у якому корозійна виразка діє як початок тріщини. Отже, від колеса, що буде використовуватися для залізничного вагона, також потрібна стійкість до корозійної утоми.
ІО0О8)І
Методики для поліпшення корозійної стійкості сталі були запропоновані в міжнародній патентній заявці Мо УМО2012/056785 (Патентний документ 3), міжнародній патентній заявці Мо
МО2013/111407 (Патентний документ 4), і в японській патентній публікації Мо 2008-274367 (Патентний документ 5).
ІО0О9
Сталь для машинної структури для поверхневого зміцнення, розкрита в Патентному документі З, складається з: С: від 0,30 мас. 95 до 0,60 мас. 905, 5і: від 0,02 мас. 9о до 2,0 мас. 9бо,
Мп: від 0,35 мас. 95 до 1,5 мас. 95, АЇ: від 0,001 мас. 95 до 0,5 мас. 95, Сг: від 0,05 мас. 95 до 2,0 мас. 95, Зп: від 0,001 мас. 95 до 1,0 мас. 95, 5: від 0,0001 мас. 95 до 0,021 мас. 95, М: від 0,0030 мас. 95 до 0,0055 мас. 9, Мі: від 0,01 мас. 95 до 2,0 мас. 95, Си: від 0,01 мас. 95 до 2,0 мас. Об, Р: не більше 0,030 мас. 95, і О: не більше 0,005 мас. 95, із залишком з Ее і неминучих домішок, для якої задовольняються Формули (1) - (3). Тут Формула (1) виглядає як -0,19:0,12 х 5пяби-01 х
Мі«0,15, Формула (2) - як 60-Мп/5:300, і Формула (3) - як 5п20,2 х Сг.
ІОО1ОІ
Поверхнево зміцнюваний сталевий матеріал, розкритий у Патентному документі 4, складається з: С: від 0,05 мас. 95 до 0,45 мас. 95, Зі: від 0,01 мас. 95 до 1,0 мас. 95, Мп: більше ніж 0 мас. 95 і до 2,0 мас. 95, АЇ: від 0,001 мас. 95 до 0,06 мас. 95, М: від 0,002 мас. 95 до 0,03 мас. 60 до, 5: більше ніж 0 мас. 95 і до 0,1 мас. 95, Р: більше ніж 0 мас. 95 і до 0,05 мас. 95, додатково щонайменше один елемент із Мо, М, МБ, Си, Мі, Ст і Зп, і залишок з Ее і неминучих домішок, для якого задовольняються Формули (1) - (3). Тут Формула (1) виглядає як Ке-(Ає/Ао) х 10053095,
Формула (2) - як (Стіп, 1/Со) »0,95, і Формула (3) - як (Стіп, 2/Со) 20,95. Макроструктура цього поверхнево зміцнюваного сталевого матеріалу має поперечний переріз, що включає в себе ділянку рівновісних кристалів і ділянку стовпчастих кристалів, розташовану навколо діляінки рівновісних кристалів.
ІО0О11І
Сталь для осі, розкрита в Патентному документі 5, складається з: С: від 0,15 мас. 95 до 0,6 мас. 9о, Зі: від 0,05 мас. 95 до 0,5 мас. 95, Мп і Сг: від 0,5 мас. 95 до 3,5 мас. 9о у сумі, Р: не більше ніж 0,05 мас. 95, 5: не більше ніж 0,03 мас. 95, Си: менше 0,3 мас. 95, Мі: менше 1 мас. 95,
О: не більше 0,01 мас. 95 і Зп: від 0,05 мас. 95 до 0,50 мас. 95, із залишком, що являє собою Ге і домішки. Крім того, ця сталь для осі має склад, у якому відношення Си/5п становить не більше ніж 1.
СПИСОК ЦИТОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
ПАТЕНТНА
ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ: 0012
Патентний документ 1: Японська патентна публікація заявка Мо 2012-107295
Патентний документ 2: Японська патентна публікація Мо 2013-231212
Патентний документ 3: Міжнародна патентна публікація Мо М/О2012/056785
Патентний документ 4: Міжнародна патентна публікація Мо М/О2013/111407
Патентний документ 5: Японська патентна публікація Мо 2008-274367
СУТЬ ВИНАХОДУ
ТЕХНІЧНА ПРОБЛЕМА
ІОО1ЗІ
Вищеописані Патентні документи 3-5 розкривають, що вміст 5п поліпшує корозійну стійкість сталі. Однак у Патентних документах 3-5 не проводилося ніякого дослідження залізничного колеса і його стійкості до корозійної утоми. Отже, у тому випадку, коли методики Патентних
Зо документів 3-5 використовуються для залізничного колеса, можуть бути випадки, у яких міцність виявляється недостатньою, і/або достатня стійкість до корозійної утоми не може бути отримана.
ІОО141
Завданням даного винаходу є запропонувати залізничне колесо, що володіє чудовою стійкістю до корозійної утоми.
РІШЕННЯ ПРОБЛЕМИ
ІОО15І
Залізничне колесо відповідно до даного варіанта здійснення має наступний хімічний склад, що складається з, у масових відсотках: С: від 0,65 до 0,80, 51: від 0,10 до 1,0, Мп: від 0,10 до 1,0,
Р: не більше ніж 0,030, 5: не більше ніж 0,030, Сг: від 0,05 до 0,20, Зп: від 0,005 до 0,50, АЇ: від 0,010 до 0,050 М: від 0,0020 до 0,015, Си: від О до 0,20, Мі: від О до 0,20, Мо: від 0 до 0,20, У: від
О до 0,20, МБ: від О до 0,030, і Ті: від О до 0,030, із залишком, що являє собою Ре і домішки.
Дискова частина залізничного колеса має матричну структуру, що складається з перліту.
КОРИСНІ ЕФЕКТИ ВИНАХОДУ
ІОО16Ї
Залізничне колесо відповідно до даного варіанта здійснення має чудову стійкість до корозійної утоми.
КОРОТКИЙ ОПИС КРЕСЛЕНЬ
00171
ІФіг. 1) Фіг. 1 являє собою графік, що показує співвідношення між вмістом Зп і корозійно- утомною міцністю.
ІФіг. 21| Фіг. 2 являє собою вигляд спереду залізничного колеса.
ІФіг. 3| Фіг. З являє собою вигляд збоку залізничного колеса.
ІФіг. 4) Фіг. 4 являє собою вигляд спереду зразка для випробування на корозійно-утомну міцність при обертанні і вигині типу "Опо", що використовується для оцінки корозійно-утомної міцності.
ОПИС ВАРІАНТІВ ЗДІЙСНЕННЯ
ІОО18)І
Автор даного винаходу провів дослідження стійкості до корозійної втоми залізничних коліс шляхом використання залізничних коліс, що мають різні хімічні склади і мікроструктури, і виявив бо наступні факти.
0019)
Коли залізничне колесо в напівфабрикатному стані перед покриттям транспортується морським шляхом на судні, воно піддається впливу вологи (конденсації роси), солоної води і леткої солі. У цей момент у залізничному колесі може утворитися корозійна виразка. Залізничне колесо використовується після його покриття. Якщо під час використання залізничного колеса покриття дискової частини залізничного колеса пошкоджується і видаляється завдяки постійному погіршенню і зіткненню зі стороннім предметом (каменем і т.д.), і в результаті сталь вихідного матеріалу піддається впливу атмосферного середовища (включаючи випадок, у якому присутня летка сіль), у залізничному колесі може утворитися корозійна виразка. Корозійна виразка, що утворюється в такій ситуації, може викликати погіршення стійкості до корозійної утоми. 0020
Для того, щоб запобігти такій корозійній утомі залізничного колеса, ефективним є поліпшити корозійну стійкість сталі до атмосфери і леткої солі, придушуючи тим самим формування глибокої корозійної виразки, що діє як місце ініціації утомної тріщини. Для поліпшення корозійної стійкості сталі ефективно включати в сталь велику кількість Сг і Мі для того, щоб сформувати нержавіючу сталь. Однак включення Ст і Мі підвищує витрати на сировину. Крім того, при цьому погіршуються продуктивність і міцність сталі. Крім того, Ст утворює карбіди у високовуглецевій сталі для використання в залізничних колесах. Із цієї причини важко гарантувати таку кількість розчиненого Ст, що сприяє корозійній стійкості. Отже, сталь, що містить велику кількість Сг і Мі, не є підходящою для використання в залізничних колесах. 00211
Як уже було описано, для того, щоб поліпшити стійкість до корозійної утоми, надто важливо придушити утворення глибокої корозійної виразки в дисковій частині залізничного колеса.
Включення 5п у залізничне колесо дозволяє придушити корозію і утворення корозійної виразки в середовищі із солоною водою. У результаті стає можливим поліпшити корозійно-утомну стійкість сталі. 0022
Фіг. 1 являє собою графік, що показує співвідношення між вмістом Зп і корозійно-утгомною
Зо міцністю. Фіг. 1 була отримана із Прикладів, які будуть описані нижче.
ІОО23І
Як показано на Фіг. 1, включення Зп помітно поліпшує корозійно-утомну міцність залізничного колеса. Коли вміст 5п становить не менше 0,005 мас. 95, корозійно-утомна міцність дорівнює не менше 400 МПа, забезпечуючи в такий спосіб залізничне колесо, що має чудову стійкість до корозійної утоми. 00241
Матрична структура)
Коли дискова частина залізничного колеса має матричну структуру перліту, може бути отримане залізничне колесо, що має чудові ударну в'язкість і пластичність. 5п концентрується на границях аустенітного зерна. Сталь, що складається з неперлітної структури, такої як мартенсит і бейніт, включає у себе границі попереднього аустенітного зерна. Із цієї причини руйнування більш імовірно буде відбуватися вздовж границь попереднього аустенітного зерна, де концентрується 5п. У результаті ударна в'язкість і пластичність сталі погіршуються. У тому випадку, коли матрична структура сталі є перлітом, границі попереднього аустенітного зерна відсутні. Отже, навіть якщо 5п концентрується на границях попереднього аустенітного зерна перед охолодженням, руйнування вздовж границі зерна не буде відбуватися, оскільки немає ніякої границі попереднього аустенітного зерна в матричній структурі (перліті) після охолодження. Таким чином, можливо придушити погіршення ударної в'язкості і пластичності сталі. (0025)
Залізничне колесо за даним варіантом здійснення, що був виконаний на основі вищеописаних знахідок, має наступний хімічний склад, що складається, у мас. 9о: С: від 0,65 до 0,80, 5: від 0,10 до 1,0, Мп: від 0,10 до 1,0, Р: не більше ніж 0,030, 5: не більше ніж 0,030, Сг: від 0,05 до 0,20, 5п: від 0,005 до 0,50, АЇ: від 0,010 до 0,050, М: від 0,0020 до 0,015, Си: від О до 0,20,
Мі: від 0 до 0,20, Мо: від О до 0,20, М: відО до 0,20, МБ: від О до 0,030, і Ті: від О до 0,030, із залишком, що являє собою Ре і домішки. Дискова частина залізничного колеса має матричну структуру, що складається з перліту. (оО26)
Вищеописаний хімічний склад може також містити щонайменше один елемент, вибираний із 60 групи, що складається з Си: від 0,02 мас. 95 до 0,20 мас. 9б, і Мі: від 0,02 мас. 95 до 0,20 мас. 95.
(00271
Вищеописаний хімічний склад може також містити щонайменше один елемент, вибираний із групи, що складається з Мо: від 0,005 мас. 9о до 0,20 мас. 95, У: від 0,005 мас. 95 до 0,20 мас. 95,
Мр: від 0,010 мас. 95 до 0,030 мас. Об, і Ті: від 0,010 мас. 95 до 0,030 мас. 95.
ІО028)І
Далі буде докладно описане залізничне колесо даного варіанта здійснення. Символ "р" щодо елементів означає мас. 95, якщо явно не зазначене інше.
ІО0О29І
ЇХімічний складі
Хімічний склад залізничного колеса даного варіанта здійснення містить наступні елементи.
ІООЗОЇ
С: від 0,65 мас.9о до 0,80 мас.9Уо
Вуглець (С) збільшує міцність сталі і поліпшує опір зношуванню і утомну стійкість. Якщо вміст С є занадто низьким, ці ефекти не можуть бути досягнуті. З іншого боку, коли вміст С є занадто високим, міцність сталі стає надмірно високою, і оброблюваність під час фінішних операцій погіршується. Отже, вміст С становить від 0,65 мас. 95 до 0,80 мас. 95. Нижня межа вмісту С переважно становить 0,67 мас. 95, і більш переважно 0,69 мас. 95. Верхня межа вмісту
С переважно становить 0,75 мас. 95, і більш переважно 0,73 мас. 905.
І00ОЗ11 зі: від 0,10 мас. 95 до 1,0 мас.
Кремній (5і) збільшує міцність сталі. Якщо вміст 5і є занадто низьким, цей ефект не може бути досягнутий. З іншого боку, коли вміст Зі є занадто високим, міцність сталі стає надмірно високою, і оброблюваність під час фінішних операцій погіршується. Отже, вміст 5і становить від 0,10 мас. 95 до 1,0 мас. 95. Нижня межа вмісту 5і переважно становить 0,15 мас. 95, і більш переважно 0,20 мас. 95. Верхня межа вмісту 5і переважно становить 0,90 мас. 95, і більш переважно 0,80 мас. 95.
ІООЗ2І
Мп: від 0,10 мас. 95 до 1,0 мас.
Марганець (Мп) подрібнює міжпластинчастий поділ перлітної структури, збільшуючи тим
Зо самим міцність сталі. Коли вміст Мп є занадто низьким, цей ефект не може бути досягнутий. З іншого боку, коли вміст Мп є занадто високим, оброблюваність під час фінішних операцій і вихід у процесі виробництва залізничних коліс погіршуються, оскільки утворюється неперлітна структура, така як мартенсит і бейніт. Отже, вміст Мп становить від 0,10 мас. 95 до 1,00 мас. 905.
Нижня межа вмісту Мп переважно становить 0,50 мас. 95, і більш переважно 0,55 мас. 95.
Верхня межа вмісту Мп переважно становить 0,90 мас. 95, і більш переважно 0,85 мас. 95.
І0ОЗЗІ
Р: не більше ніж 0,030 мас.
Фосфор (Р) є домішкою. Фосфор сегрегує на границі зерна, погіршуючи тим самим ударну в'язкість сталі. Отже, вміст Р становить не більше ніж 0,030 мас. 95. Верхня межа вмісту Р переважно становить 0,025 мас. 95, більш переважно 0,015 мас. 95, і ще більш переважно 0,012 мас. 95. Вміст Р переважно є настільки низьким, наскільки це можливо.
ІООЗА
5: не більше ніж 0,030 мас.
Сірка (5) є неминучою домішкою. 5 утворює Мп5, поліпшуючи тим самим оброблюваність сталі. З іншого боку, коли вміст З є занадто високим, утворюються грубі включення сульфіду, погіршуючи тим самим властивості колеса, такі як межа утоми, ударна в'язкість і т.п.. Отже, вміст 5 становить не більше ніж 0,030 мас. 95. Верхня межа вмісту 5 переважно становить 0,025 мас. 95, більш переважно 0,012 мас. 95, і ще більш переважно 0,010 мас. 95. Нижня межа вмісту 5 для поліпшення оброблюваності переважно становить 0,008 мас. 95.
І0ОЗ5І
Сг: від 0,05 мас. 95 до 0,20 мас.
Хром (Сг), так само як і Мп, подрібнює міжпластинчастий поділ перлітної структури, збільшуючи тим самим міцність сталі. Коли вміст Сг є занадто низьким, цей ефект не може бути досягнутий. З іншого боку, коли вміст Ст є занадто високим, оброблюваність під час фінішних операцій і вихід у процесі виробництва залізничних коліс погіршуються, оскільки утворюється неперлітна структура, така як мартенсит і бейніт. Отже, вміст Сг становить від 0,05 мас. 95 до 0,20 мас. 95. Нижня межа вмісту Ст переважно становить 0,07 мас. 95. Верхня межа вмісту Сг переважно становить 0,18 мас. 95, і більш переважно 0,16 мас. 95.
І0ОЗ6) 60 Зп: від 0,005 мас. 95 до 0,50 мас.
Олово (5п) поліпшує корозійну стійкість сталі. Крім того, Зп придушує утворення корозійної виразки, що діє як джерело утомною тріщини, поліпшуючи тим самим стійкість колеса до корозійної утоми. Коли вміст Зп є занадто низьким, цей ефект не може бути досягнутий. З іншого боку, коли вміст Зп є занадто високим, пластичність сталі в гарячому стані погіршується, погіршуючи таким чином ефективність виробництва сталі. Отже, вміст Зі становить від 0,005 мас. 95 до 0,50 мас. 95. Нижня межа вмісту Зп переважно становить 0,15 мас. 95, і більш переважно 0,20 мас. 95. Верхня межа вмісту Зп переважно становить 0,40 мас. 95, і більш переважно 0,35 мас. 905.
І0ООЗ7І
АЇ: від 0,010 мас. 95 до 0,050 мас.
Алюміній (АІ) формує стійкий нітрид навіть у високотемпературному діапазоні. Нітрид АЇ придушує огрубіння аустенітних зерен як скріпна частинка під час нагрівання для загартування, удосконалюючи тим самим структуру сталі. У результаті баланс між міцністю, ударною в'язкістю і пластичністю сталі поліпшується. Крім того, АІ є ефективним елементом для розкислення сталі під час плавки. З іншого боку, коли вміст АЇ є занадто високим, утворюються грубі включення, погіршуючи тим самим ударну в'язкість. Отже, вміст АЇ становить від 0,010 мас. 95 до 0,050 мас.
Фо. Нижня межа вмісту А! переважно становить 0,015 мас. 95, і більш переважно 0,020 мас. 905.
Верхня межа вмісту АІ переважно становить 0,045 мас. 95, і більш переважно 0,040 мас. 905.
Вміст АЇ, згаданий в даному документі, означає вміст кислоторозчинного АЇ (розчинний АЇ).
І0ОЗ8)І
М: від 0,0020 мас. 95 до 0,015 мас.
Азот (М) утворює стійкий нітрид навіть у високотемпературному діапазоні, і цей нітрид придушує огрубіння аустенітних зерен як скріпна частинка під час нагрівання для загартування, удосконалюючи тим самим структуру сталі. З іншого боку, коли вміст М є занадто високим, утворюються грубі включення, погіршуючи тим самим ударну в'язкість. Отже, вміст М становить від 0,0020 мас. 95 до 0,015 мас. 95. Нижня межа вмісту М переважно становить 0,0030 мас. 95.
Верхня межа вмісту М переважно становить 0,0080 мас. 95, і більш переважно 0,0070 мас. 95.
І0ОЗ9
Залишок хімічного складу залізничного колеса відповідно до даного варіанта здійснення складається з Ре і домішок. Тут термін "домішка" означає ті елементи, які вводяться з руди і брухту, з виробничого середовища і т.п. при промисловому виробництві залізничних коліс, а також ті елементи, які можуть бути присутніми усередині діапазону, що не робить негативного впливу на залізничне колесо за даним варіантом здійснення. 0040)
ІДодаткові елементи)
Вищеописане залізничне колесо може додатково містити замість частини Ге щонайменше один елемент, вибираний із групи, що складається з Си і Мі. Будь-який із цих елементів є необов'язковим елементом і поліпшує прогартовуваність сталі, збільшуючи тим самим міцність сталі.
ІО0АТІ
Си: від 0 мас. 95 до 0,20 мас.
Мідь (Си) є опціональним елементом, і може не міститися. Коли вона міститься, Си збільшує міцність сталі. Однак, коли вміст Си є занадто високим, пластичність сталі в гарячому стані погіршується, погіршуючи в такий спосіб ефективність виробництва сталі. Отже, вміст Си становить від 0 мас. 95 до 0,20 мас. 95. Нижня межа вмісту Си переважно становить 0,02 мас. 95, і більш переважно 0,04 мас. 95. Верхня межа вмісту Си переважно становить 0,15 мас. 95, і більш переважно 0,13 мас. 905. 0042
МІ: від О мас. 95 до 0,20 мас.
Нікель (Мі) є опціональним елементом, і може не міститися. Коли він міститься, Мі поліпшує міцність і ударну в'язкість сталі. Однак коли вміст Мі є занадто високим, вартість сировини збільшується. Отже, вміст Мі становить від 0 мас. 95 до 0,20 мас. 90. Нижня межа вмісту Мі становить 0,02 мас. 95, і більш переважно 0,04 мас. 95. Верхня межа вмісту Мі переважно становить 0,15 мас. 95, і більш переважно 0,13 мас. 95.
ІО04ЗІ
Вищеописане залізничне колесо може додатково містити замість частини Ге щонайменше один елемент, вибираний із групи, що складається із Мо, М, МБ і Ті. Будь-який із цих елементів є необов'язковим елементом і удосконалює структуру сталі, збільшуючи тим самим міцність сталі. 00441 60 Мо: від 0 мас. 95 до 0,20 мас.
Молібден (Мо) є опціональним елементом і може не міститися. Коли він міститься, Мо збільшує міцність сталі за рахунок дисперсійного твердіння. Крім того, Мо, так само як і Мп і Сг, подрібнює ламелярний інтервал перлітної структури, збільшуючи тим самим міцність сталі.
Однак, коли вміст Мо є занадто високим, утворюється неперлітна структура, така як мартенсит і бейніт, і оброблюваність під час фінішних операцій і вихід у процесі виробництва коліс погіршуються. Отже, вміст Мо становить від 0 мас. 95 до 0,20 мас. 95. Нижня межа вмісту Мо переважно становить 0,005 мас. 95, і більш переважно 0,008 мас. 95. Верхня межа вмісту Мо переважно становить 0,15 мас. 95, і більш переважно 0,13 мас. 95. 0045)
М: від 0 мас. 95 до 0,20 мас.
Ванадій (МУ) є опціональним елементом, і може не міститися. Коли він міститься, М утворює дрібні карбіди і збільшує міцність сталі за рахунок дисперсійного твердіння. Однак коли вміст М є занадто високим, утворюється неперлітна структура, така як мартенсит і бейніт, і оброблюваність під час фінішних операцій і вихід у процесі виробництва коліс погіршуються.
Отже, вміст ванадію становить від 0 мас. 95 до 0,20 мас. 95. Нижня межа вмісту М переважно становить 0,005 мас. 95, і більш переважно 0,007 мас. 95. Верхня межа вмісту М переважно становить 0,15 мас. 95, і більш переважно 0,13 мас. 95. 0046)
Мр: від 0 мас. 95 до 0,030 мас.
Ніобій (МБ) є опціональним елементом, і може не міститися. Коли він міститься, МЬ утворює нітрид і карбід у високотемпературному діапазоні і подрібнює структуру сталі, збільшуючи тим самим міцність сталі. Однак, коли вміст МО є занадто високим, пластичність сталі в гарячому стані погіршується, погіршуючи в такий спосіб продуктивність під час безперервного розливання. Отже, вміст МО становить від 0 мас. 95 до 0,030 мас. 95. Нижня межа вмісту МО переважно становить 0,010 мас. 95, і більш переважно 0,012 мас. 95. Верхня межа вмісту Мр переважно становить 0,025 мас. 95, і більш переважно 0,022 мас. 95. 00471
Ті: від О мас. 95 до 0,030 мас.
Титан (Ті) є опціональним елементом, і може не міститися. Коли він міститься, Ті утворює
Зо нітрид і карбід у високотемпературному діапазоні і подрібнює структуру сталі, збільшуючи тим самим міцність сталі. Однак, коли вміст Ті є занадто високим, ударна в'язкість сталі погіршується. Отже, вміст Ті становить від 0 мас. 96 до 0,030 мас. 9о. Нижня межа вмісту Ті переважно становить 0,010 мас. 95, і більш переважно 0,012 мас. 95. Верхня межа вмісту Ті переважно становить 0,025 мас. 95, і більш переважно 0,022 мас. 95. 0048)
Матрична структура)
Фіг. 2 являє собою вигляд спереду залізничного колеса даного варіанта здійснення, а Фіг. З являє собою поперечний переріз частини біля ободу залізничного колеса даного варіанта здійснення. Як показано на Фіг. 2 і 3, залізничне колесо включає частину 1 ободу колеса, дискову частину 2 і частину 5 маточини. Частина 1 ободу колеса розташовується на зовнішньому краї залізничного колеса і включає поверхню З кочення, що контактує з рейкою.
Частина 5 маточини формується в центральній частині залізничного колеса. Наскрізний отвір формується в центрі частини 5 маточини, і вісь запресовується в цей наскрізний отвір.
І0049)
Дискова частина 2 формується між частиною 1 ободу колеса і частиною 5 маточини, і з'єднується із частиною 1 ободу колеса і частиною 5 маточини. Товщина дискової частини 2 є тоншою, ніж товщина частини 1 ободу колеса і товщина частини 5 маточини.
І0О5О
Матрична структура дискової частини 2 залізничного колеса складається з перліту. У даному описі формулювання "матрична структура складається з перліту" означає, що частка ділянки перліту становить не менше 9595 у матричній структурі дискової частини 2. 0051
Коли залізничне колесо, що складається з неперлітної структури, такої як мартенсит і бейніт, містить Зп, Зп концентрується на границях попереднього аустенітного зерна, погіршуючи тим самим механічні властивості залізничного колеса. Зокрема, його ударна в'язкість і пластичність погіршуються, і колеса стають більш схильними до розтріскування. Коли матрична структура дискової частини 2 залізничного колеса складається з перліту, границі попереднього аустенітного зерна відсутні. Отже, можливо одержати залізничне колесо, що є менш схильним до розтріскування і яке має чудову стійкість до корозійної утоми. бо (0Оо52І
Слід зазначити, що переважно в матричній структурі заевтектичний цементит погіршує ударну в'язкість сталі. Отже, менша частка площі заевтектического цементиту в дисковій частині 2 є переважною.
І0О5ЗІ
Слід зазначити, що матрична структура частини 1 ободу залізничного колеса складається з перліту, як і дискова частина 2. Таким чином, у матричній структурі частини 1 ободу колеса частка площі перліту становить 9595 або більше. З іншого боку, у матричній структурі частини 5 маточини залізничного колеса частка площі перліту становить 8595 або більше, а частка площі доевтектоїдного фериту становить 1595 або менше.
І0Оо541
Матрична структура виміряється в такий спосіб. Зразок виходить із залізничного колеса (у дисковій частині 2, у положенні на глибині 4 від поверхні, якщо товщина дискової частини 2 визначається як ). З поверхонь отриманого зразка як поверхня спостереження вибирається поверхня, перпендикулярна до кругового напрямку дискової частини 2. Після полірування поверхня спостереження травиться 3906-им спиртовим розчином азотної кислоти (ніталем).
Протравлена поверхня спостереження спостерігається за допомогою оптичного мікроскопа зі збільшенням 500х для того, щоб одержати фотографічні зображення 5 довільних полів зору.
І0О55)
У кожнім полі зору кожна з фаз перліту, фериту, бейніту, мартенситу і т.п. має різний контраст. Отже, кожна фаза визначається на основі контрасту. Потім визначається площа (у мкм?) фази перліту в кожнім полі зору. Частка площі перліту (95) визначається як відношення суми площ перліту у всіх полях зору до загальної площі всіх полів зору. Нижня межа частки площі перліту переважно становить 95595, і більш переважно 9895.
І0О56)
ІСпосіб виробництва)
Далі буде описаний один приклад способу виробництва вищеописаного залізничного колеса. 0057
Спосіб виробництва залізничного колеса даного варіанта здійснення включає стадію
Зо підготовки сировини (процес підготовки), стадію формування залізничного колеса із цієї сировини (процес формування), а також стадію виконання термічної обробки сформованого залізничного колеса (процес термічної обробки). Далі буде описана кожна стадія.
І0О58)
ІПроцес підготовки)
Розплавлена сталь, що має описаний вище хімічний склад, виробляється шляхом використання електропечі, конвертера і т.п. Ця розплавлена сталь використовується для виробництва вихідного матеріалу. Наприклад, розплавлена сталь використовується для виробництва виливка способом безперервного розливання. Альтернативно розплавлена сталь використовується для виробництва злитка металу за допомогою способу виготовлення злитків.
Відлита деталь або злиток металу використовується для виробництва заготовки як сировини за допомогою блюмінга або кування. Ця сировина може бути виливкою, отриманою за допомогою способу безперервного розливання. Форма сировини переважно є стовпчастою.
І0О59)
ІПроцес формування
Проміжний продукт для залізничних коліс формується шляхом використання підготовленої сировини. Ця сировина ріжеться в напрямку, перпендикулярному до поздовжнього напрямку.
Гаряча обробка виконується в перпендикулярному напрямку до поверхні розрізу сировини для того, щоб сформувати його у форму диска. Крім того, проміжний продукт залізничного колеса формується так, щоб він мав грубу форму колеса, за допомогою гарячої обробки. Гаряча обробка є, наприклад, гарячим куванням, гарячою прокаткою і т.п. Оскільки цей проміжний продукт має форму залізничного колеса, він має поверхню З кочення і фланцеву частину 4.
І0ОбО
ІПроцес термічної обробки)
У процесі термічної обробки виконується термічна обробка проміжного продукту формованих залізничних коліс. Зокрема, термічна обробка виконується на поверхні З кочення і фланцевої частини 4 високотемпературного проміжного продукта після гарячої обробки. Після гарячої обробки (гарячого кування або гарячої прокатки) проміжний продукт може бути повторно нагріта (обробка повторного нагрівання), а потім може бути виконана термічна обробка. Процес термічної обробки включає у себе обробку загартуванням. Після обробки загартуванням може 60 бути виконана обробка відпуском. У результаті тверда перлітна структура може бути забезпечена в поверхні З кочення і фланцевій частині 4 частини 1 ободу колеса в нижньому шарі мартенситної структури (загартований шар) поверхневого шару, що може бути видалений шляхом різання. 00611
При загартуванні, наприклад, може бути застосоване загартування поверхні кочення охолодною водою. Охолодне середовище загартування особливо не обмежується, за умови, що може бути отримана швидкість охолодження, задовільна для бажаної структури. Охолодне середовище включає, наприклад, повітря, туман, пару (аерозоль), сольову ванну і т.д. Навіть якщо застосовується загартування поверхні кочення, структура дискової частини 2, що має більш низьку швидкість охолодження, ніж поверхня З кочення і фланцева частина 4, стає перлітом. 0О62
Відпуск проміжного продукту виконується після загартування. Відпуск може бути виконаний у достатньому ступені при відомій температурі протягом відомого інтервалу часу. Наприклад, температура відпуску становить 400-600 С, а тривалість витримки становить 60-180 хв.
І0О6ЗІ
Залізничне колесо, зроблене за допомогою описаних вище процесів, буде мати структуру, у якій частка площі перліту в дисковій частині 2 становить не менше 95595. Із цієї причини ступінь зношування залізничного колеса буде зменшений. Крім того, можливо одержати залізничне колесо, що володіє чудовою оброблюваністю, не схильне до розтріскування, а також має чудову стійкість до корозійної утоми, навіть якщо воно містить зп.
ПРИКЛАДИ
0064)
Виливки, що мають хімічні склади, показані в Таблиці 1, були зроблені за допомогою безперервного розливання. Ці виливки мали діаметр 453 мм (Фф453 мм). З використанням цих виливків залізничні колеса були сформовані шляхом гарячого кування. 0065)
ІТаблиця 1)
Частк | Корозій а орозійно
Тес площі -утомна т Мо| С | бі | Мп З |Сг| бп |. АЇ М |Си| Мі |Мо!| М | МБ | Ті перліт міцність у (95) (МПа) ве Поп оо 5 о о (9) 4
БІіНБч оосівісьсм АА ОА ІІІ НЯ ННЯ 01919 7 1 8 0 4
БІБ ові сс НИКІВ А ІІ ІІ НЯ НЯ 01919 7 1 8 (9) 8 (9)
БОНН дае смс ВААС Ноя НБН 01919 7 1 8 5 41010 (9)
ВІКА ові см А И БАБИ БІ НЯ НЯ 01919 7 1 8 (9) 4 (9) ві в 2|318) 4 9 1 (9) 4 З
МІН о авось см ВИНА ІІ ІІ НЯ НЯ
З1|4|1 б 1 0 4
ВІКА ЕН осінь ВИНА И БАБІ ІІ НЯ НЯ 01919 7 1 8 5 0 4
ВІН доміно АНА И БАБІ ІІ НЯ НБН 01919 7 1 8 0 4
АБ с совно ВИ ВАИ БАН НИ Ба НЕБІ 0199 7 1 8 0 4
ВІЧНЕ сарі си А НИВИ НИ НІ ПББЯЯ ШАЬНОЯ 01919 7 1 8 0 4 папери Тв 0199 7 1 8 0 4
Продовження таблиці 1
ПАНЕ осві ИНА О А ІІ ІІ НЯ НБН 01919 7 1 8 0 4
ПАБ сосен сь см АНА О А БІ НЯ НЯ 01919 7 1 8 0 4 ев 01919 7 1 8 | З 0 4
АБ сосен с сь ВА КСІВИ БА ІІ ІІ ВА НЯ 01919 7 1 8 (9) 4 0
Б Невіс см АН ВАНЯ НБН 0510 5 1 7 (9) 4 З 0066)
Для кожного зі сформованих залізничних коліс загартування при 850 "С було виконане на поверхні З кочення і фланцевої частини 4 залізничного колеса. Зокрема, залізничне колесо, нагріте до 850 "С, охолоджувалося шляхом розпилення води із сопла при обертанні колеса (так називане "загартування поверхні кочення"). Додатковий відпуск виконувався при 450 С на поверхні З кочення і фланцевій частині 4 залізничного колеса після загартування. Оскільки загартований шар (мартенсит і бейніт у вигляді переохолодженої структури) існує в зовнішньому шарі поверхні З кочення, була виконана обробка різанням зовнішнього шару поверхні З кочення для того, щоб видалити загартований шар. За допомогою вищеописаного процесу були зроблені залізничні колеса тестів МоМо 1-17. 0067
Форми залізничних коліс відповідали фіг. 2 і 3. Діаметр залізничного колеса становив 1200 мм, ширина МУЗ частини 1 ободу колеса становила 125 мм, і товщина ОЗ від поверхні З кочення ободу 1 колеса становила 65 мм. 0068) (Тест спостереження мікроструктури)
Зразок для спостереження мікроструктури брався з положення на глибині 1/4 від поверхні дискової частини 2 шляхом різання перпендикулярно до поверхні дискової частини 2 залізничного колеса. Зразок заливався в смолу так, щоб поверхня розрізу дискової частини 2 була спостережуваною поверхнею, і виконувалося дзеркальне полірування. Після цього спостереження мікроструктури виконувалося вищеописаним способом. У результаті мікроспостереження в будь-якому тесті частка площі перліту в матричній структурі склала 95 95 або більше, а сама мікроструктура була по суті перлітом.
І00О69
ІВипробування на корозійно-утомну міцність)
Зразок 10 для обертального випробування на утому при вигині типу Опо, показаний на фіг. 4, вирізався з показаних на Фіг. 2 і Фіг. З положень дискової частини 2 залізничного колеса в
Зо кожному тесті. Тестовий зразок вирізався так, щоб поздовжній напрямок тестового зразка відповідав круговому напрямку колеса. 0070
Як показано на фіг. 4, зразок 10 для обертального випробування на утому при вигині типу
Опо мав круглий поперечний переріз і паралельну частину з довжиною 15 мм. Цифри, показані без одиниць вимірювань на Фіг. 4, вказують розміри (у мм) відповідних ділянок зразка для випробування. На цьому кресленні цифри зі значком ф означають діаметри (у мм) зазначених ділянок. 00711
ССТ (циклічний тест корозії) виконувався на зразку 10 для обертального випробування на утому при вигині типу Опо. Для того, щоб запобігти ефектам корозії, що викликається ССТ, частини зразка для випробування, що відрізняються від паралельної частини, були піддані маскуванню. Умови ССТ були наступними. Спочатку 5 95 розчин Масі розпорошувався при температурі повітря 35 "С протягом 8 годин (стадія розпилення). Потім зразок витримувався в атмосфері з температурою 35 С ії відносною вологістю 60 95 протягом 16 годин (стадія витримки). Цикл, що складається зі стадії розпилення і стадії витримки, повторювався 14 разів. 00721
Обертальне випробування на утому при вигині типу Опо виконувалося на зразках, з яких було вилучене маскування. Зокрема, обертальне випробування на утому при вигині відповідно до стандарту 915 22274 (1974) проводилося при змінних умовах при швидкості обертання 3000 об/хв в атмосфері при кімнатній температурі (25 2С), і корозійно-утомна міцність (МПа) визначалася як максимальна напруженість, при якій руйнування не відбувалося після кількості повторів М-107.
ІО0ОО7ЗІ
Результати тесту)
Результати цього тесту показані в Таблиці 1. 00741
Як показано в Таблиці 1, хімічний склад залізничного колеса кожного з Тестів МоМо 1-13 і
Тесту Мо 17 був підходящим, і частка площі перліту в матричній структурі його дискової частини становила не менше 95 95. У результаті корозійно-утомна міцність склала не менше 400 Мпа, показуючи чудову стійкість до корозійної утоми.
І0О0О75І
З іншого боку, у Тестах МоМо 14-16 вміст Зп було занадто низьким. Із цієї причини корозійно- утомна міцність склала менше 400 МПа, показуючи низьку корозійно-утомну міцність. 0076)
Вище були описані варіанти здійснення даного винаходу. Однак вищеописані варіанти здійснення є просто прикладами для виконання даного винаходу. Отже, даний винахід не буде обмежуватися вищеописаними варіантами здійснення, і може бути виконаний шляхом підходящої модифікації вищеописаних варіантів здійснення усередині деякого діапазону, що не відступає від духу даного винаходу.
СПИСОК ПОСИЛАЛЬНИХ ПОЗНАЧЕНЬ
00771 1 - частина ободу колеса 2 - дискова частина
З - поверхня кочення 4 - частина фланця 5 - частина маточини
Коо)

Claims (2)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Залізничне колесо, що має хімічний склад, що складається з, мас. 90: С: від 0,65 до 0,80, зі: відО,10 до 1,0, 35 Мп: від 0,10 до 1,0, Р: не більше 0,030, 5: не більше 0,030, Сг відО,О5 до 0,20, Зп: від 0,005 до 0,50, 40 АЇ!: від 0,010 до 0,050, М: від 0,0020 до 0,015, Си: відо до 0,20, Мі: відО до 0,20, Мо: від О до 0,20, 45 М: відО до 0,20, Мр: відО до 0,030 і Ті: відо до 0,030, із залишком із заліза і домішок, у якому дискова частина має матричну структуру, що складається з перліту. 50
2. Залізничне колесо за п. 1, що містить щонайменше один елемент, вибираний із групи, що складається з, мас. 90: Си: від0,02 до 0,20 і Мі: від 0,02 до 0,20.
3. Залізничне колесо за п. 1 або 2, що містить щонайменше один елемент, вибираний із 55 групи, що складається з, мас. 9о: Мо: від 0,005 до 0,20, М: від 0,005 до 0,20, МБО: від 0,010 до 0,030 і Ті: від0,010 до 0,030.
Е вот ро ! сни нини зи ни ни нин п нн шин сві ши ше ши и в нн нн пон и і БОЮ рен ши и В пн миня я Я50-- я-- : й З хх Вк ЗВИК синя кн ек певний панна КО БО0ОЗ5О реч перу тя пеня пн пон пн СЕТ нене нини шин вн пн пон нн пон нин ва ї г І : ЗШ чи -- о вн пон нн нн пон ВО В00 Берк нн нн . ! - е о ад 0 02 аз о 05 ов ВМИІСТ 5п (мас. 98)
ФІГ. 1 В; і , й пк М к / / 10 і / шт ' і і Ше ел ми Її | , Ж Ше пстстжтю рн ; , в.з -о еІг. й
К ії в дення 4 шк І З и І 2 1
ІБ. З
812. ов, Й Во і
ФІБ. 4
UAA201809689A 2016-03-02 2017-02-28 Залізничне колесо UA119629C2 (uk)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016039929 2016-03-02
PCT/JP2017/007841 WO2017150545A1 (ja) 2016-03-02 2017-02-28 鉄道用車輪

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA119629C2 true UA119629C2 (uk) 2019-07-10

Family

ID=58461047

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAA201809689A UA119629C2 (uk) 2016-03-02 2017-02-28 Залізничне колесо

Country Status (12)

Country Link
US (1) US11110741B2 (uk)
EP (1) EP3214201B1 (uk)
JP (1) JP6528894B2 (uk)
CN (1) CN108699654B (uk)
AU (1) AU2017226534B2 (uk)
BR (1) BR112018067359B1 (uk)
CA (1) CA3016296C (uk)
EA (1) EA035081B9 (uk)
ES (1) ES2710305T3 (uk)
TR (1) TR201900375T4 (uk)
UA (1) UA119629C2 (uk)
WO (1) WO2017150545A1 (uk)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112522598A (zh) * 2019-09-19 2021-03-19 宝山钢铁股份有限公司 一种高耐蚀钢及其制造方法
JP7332886B2 (ja) * 2019-10-11 2023-08-24 日本製鉄株式会社 鉄道車輪
JP7031793B2 (ja) * 2020-03-26 2022-03-08 日本製鉄株式会社 鉄道車輪
CN115896632B (zh) * 2022-12-09 2024-01-30 宝武集团马钢轨交材料科技有限公司 一种耐蚀抗磨车轮及其生产方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3756307B2 (ja) * 1998-01-21 2006-03-15 Ｊｆｅ条鋼株式会社 高強度低延性の非調質鋼部品の製造方法
JP4826542B2 (ja) * 2007-05-01 2011-11-30 住友金属工業株式会社 ボルト用鋼およびそれを用いた橋梁
US7591909B2 (en) * 2007-08-23 2009-09-22 Transportation Technology Center, Inc. Railroad wheel steels having improved resistance to rolling contact fatigue
US20090053095A1 (en) * 2007-08-23 2009-02-26 Transportation Technology Center, Inc. Railroad steels having improved resistance to rolling contact fatigue
KR101363717B1 (ko) 2009-02-18 2014-02-17 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 내마모성 및 인성이 우수한 펄라이트계 레일
CN101492787B (zh) * 2009-03-05 2010-09-22 芜湖三联锻造有限公司 中高碳微合金非调质钢及其控锻-控冷的工艺方法
CN101497968A (zh) 2009-03-16 2009-08-05 江苏沙钢集团淮钢特钢有限公司 一种微合金化铁路货车车轴用钢及其生产工艺
CN103108969B (zh) * 2010-09-08 2014-10-15 新日铁住金株式会社 耐腐蚀性优良的轴承钢、轴承部件及精密设备部件
WO2012056785A1 (ja) 2010-10-27 2012-05-03 新日本製鐵株式会社 表面硬化用機械構造用鋼、及び、機械構造用鋼部品とその製造方法
JP5494433B2 (ja) * 2010-11-18 2014-05-14 新日鐵住金株式会社 車輪用鋼
PL2692895T3 (pl) * 2011-03-28 2018-07-31 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Blacha stalowa cienka walcowana na zimno i sposób jej wytwarzania
JP5776565B2 (ja) * 2012-01-23 2015-09-09 新日鐵住金株式会社 レール鋼及び車輪鋼の材質選択方法
KR101617985B1 (ko) 2012-01-26 2016-05-03 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 열처리 변형이 작은 표면 경화 강재
JP5761116B2 (ja) 2012-04-27 2015-08-12 新日鐵住金株式会社 車輪用鋼
CA2948297C (en) * 2014-06-11 2019-08-20 Jfe Steel Corporation Railway vehicle wheel and method for manufacturing railway vehicle wheel
CN208274367U (zh) 2017-05-23 2018-12-25 江西服装学院 一种电脑桌

Also Published As

Publication number Publication date
EA035081B1 (ru) 2020-04-24
EA035081B9 (ru) 2020-07-09
TR201900375T4 (tr) 2019-02-21
CN108699654A (zh) 2018-10-23
EA201891943A1 (ru) 2019-01-31
BR112018067359A2 (pt) 2019-01-15
EP3214201A1 (en) 2017-09-06
BR112018067359B1 (pt) 2022-08-02
ES2710305T3 (es) 2019-04-24
CA3016296A1 (en) 2017-09-08
JPWO2017150545A1 (ja) 2018-12-20
CA3016296C (en) 2021-05-11
AU2017226534B2 (en) 2019-09-19
CN108699654B (zh) 2020-09-08
US20200269632A1 (en) 2020-08-27
WO2017150545A1 (ja) 2017-09-08
JP6528894B2 (ja) 2019-06-12
EP3214201B1 (en) 2018-11-07
US11110741B2 (en) 2021-09-07
AU2017226534A1 (en) 2018-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101126151B1 (ko) 템퍼링 연화 저항과 인성이 우수한 브레이크 디스크
JP4569360B2 (ja) 焼戻し軟化抵抗と靭性に優れるブレーキディスク
KR100698395B1 (ko) 디스크브레이크용 마르텐사이트계 스테인레스강
JP5343683B2 (ja) 低炭素マルテンサイト系Ｃｒ含有鋼
JP5200332B2 (ja) 焼戻し軟化抵抗の大きいブレーキディスク
JP5433111B2 (ja) 軸受用造塊材および製造方法
US20170058376A1 (en) Rolled material for high strength spring, and wire for high strength spring
UA119629C2 (uk) Залізничне колесо
JP6631860B2 (ja) マルテンサイト系ステンレス鋼部材の製造方法、ならびに、マルテンサイト系ステンレス鋼部品およびその製造方法
US20090162240A1 (en) Brake disk having high temper softening resistance
JP6443606B1 (ja) 鉄道車輪
AU2013253847A1 (en) Steel for wheel
EP3382051A1 (en) Steel, carburized steel component, and carburized steel component production method
KR20190028781A (ko) 고주파 담금질용 강
KR20190028492A (ko) 고주파 담금질용 강
JP4496908B2 (ja) 耐焼戻し軟化性に優れるブレーキディスクおよびその製造方法
KR102569352B1 (ko) 자동차 브레이크 디스크 로터용 페라이트계 스테인리스 강판, 자동차 브레이크 디스크 로터 및 자동차 브레이크 디스크 로터용 핫 스탬프 가공품
RU2417272C2 (ru) Дисковый тормоз, обладающий отличным сопротивлением смягчающему отпуску и ударной вязкостью
JP4308622B2 (ja) 耐焼戻し軟化性に優れたブレーキディスクおよびその製造方法
KR101536405B1 (ko) 내피로특성이 우수한 고탄소 크롬 베어링용 강 및 그 제조방법
JP2023045921A (ja) 高周波焼入れ用鋼、高周波焼入れ鋼部品及びその製造方法