UA123978C2 - Спосіб виготовлення залізничного колеса і залізничне колесо - Google Patents
Спосіб виготовлення залізничного колеса і залізничне колесо Download PDFInfo
- Publication number
- UA123978C2 UA123978C2 UAA201910732A UAA201910732A UA123978C2 UA 123978 C2 UA123978 C2 UA 123978C2 UA A201910732 A UAA201910732 A UA A201910732A UA A201910732 A UAA201910732 A UA A201910732A UA 123978 C2 UA123978 C2 UA 123978C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- content
- cooling
- semi
- railway wheel
- finished product
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 34
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 208
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 115
- KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N iron;methane Chemical compound C.[Fe].[Fe].[Fe] KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 115
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 111
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 98
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 98
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 claims description 78
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 claims description 64
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 48
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 44
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 43
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims description 15
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 13
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- OEWIYUQCPIHWHB-UHFFFAOYSA-N 2-(diethylamino)ethyl 4-isothiocyanatobenzoate Chemical compound CCN(CC)CCOC(=O)C1=CC=C(N=C=S)C=C1 OEWIYUQCPIHWHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 abstract 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 68
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 22
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 16
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 14
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 13
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 11
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 7
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 6
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 6
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 238000009863 impact test Methods 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 4
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 4
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 3
- OXNIZHLAWKMVMX-UHFFFAOYSA-N picric acid Chemical compound OC1=C([N+]([O-])=O)C=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O OXNIZHLAWKMVMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004881 precipitation hardening Methods 0.000 description 3
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000004141 dimensional analysis Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001134418 Polemon Species 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000007542 hardness measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000004901 spalling Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000013024 troubleshooting Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- C21D9/34—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tyres; for rims
-
- 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
- C21D11/00—Process control or regulation for heat treatments
- C21D11/005—Process control or regulation for heat treatments for cooling
-
- 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
- B60B17/0006—Construction of wheel bodies, e.g. disc wheels
-
- 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
- C21D1/25—Hardening, combined with annealing between 300 degrees Celsius and 600 degrees Celsius, i.e. heat refining ("Vergüten")
-
- 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
- C21D1/667—Quenching devices for spray 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
- 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
- C21D6/005—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
- 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
- C22C38/02—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
- C22C38/12—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
-
- 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
-
- 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
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
- B60B17/00—Wheels characterised by rail-engaging elements
- B60B17/0065—Flange details
- B60B17/0068—Flange details the flange being provided on a single side
-
- 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
-
- 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
- C21D2221/00—Treating localised areas of an article
-
- 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
- C21D2261/00—Machining or cutting being involved
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Пропонується залізничне колесо, при виготовленні якого гарантовано не допускається виникнення вторинного цементиту. Після нагрівання напівфабрикату, який містить 0,80-1,15 мас. % С, до температури перетворення не нижче температури Acm, його охолоджують таким чином, щоб швидкість охолодження в діапазоні 800-500 °С задовольняла наступним умовам: на поверхнях, відмінних від поверхні катання і гребеня, вона була не більше Fn1, що визначається виразом (1), в тій зоні, де швидкість охолодження є мінімальною, вона була не менше Fn2, що визначається виразом (2), і на поверхні катання і гребеня вона була не менше Fn2: Fn1=–5,0+exp(5,651–1,427×C–1,280×Si–0,7723×Mn–1,815×Cr–1,519×Al–7,798×V), (1) Fn2=0,515+exp(–24,816+24,121×C+1,210×Si+0,529×Mn+2,458×Cr–15,116×Al–5,116×V) (2).
Description
Галузь техніки 0001
Даний винахід стосується способу виготовлення залізничного колеса і залізничного колеса.
Передумови створення винаходу
ООО2І
Залізничний транспортний засіб переміщується по рейках, які утворюють залізничний шлях.
Залізничний транспортний засіб включає множину залізничних коліс. Залізничне колесо забезпечує опору цьому транспортному засобу, контактуючи з рейкою, і переміщується по рейці, котячись по ній. Через контакт із рейкою залізничне колесо зношується. Для підвищення ефективності транспортування залізницею стараються збільшити вагу вантажу, що перевозиться залізничним транспортним засобом, і збільшити швидкість цього транспортного засобу. Тому існує потреба у підвищенні зносостійкості залізничних коліс, які використовуються в залізничному транспортному засобі.
ІО0ОЗІ
Технології, що забезпечують підвищення зносостійкості залізничного колеса, запропоновані в опублікованій заявці на японський патент Мо 09-202937 (Патентний документ 1), опублікованій заявці на японський патент Мо 2012-107295 (Патентний документ 2), опублікованій заявці на японський патент Мо 2013-231212 (Патентний документ 3) і опублікованій заявці на японський патент Мо 2004-315928 (Патентний документ 4). 0004)
Залізничне колесо, описане в Патентному документі 1, складається з наступного (в мас. 905): 0,4-0,75 965 С, 0,4-0,95 95 Бі, 0,6-1,2 95 Мп, 0-0,2 95 або менше Ст, 0,03 95 або менше Р і 0,03 95 або менше 5, інше - Ее і неминучі домішки. У цьому залізничному колесі область від поверхні катання до глибини щонайменше 50 мм за структурою складається з перліту. Спосіб виготовлення залізничного колеса в Патентному документі 1 включає етап загартування, на якому поверхню катання колеса охолоджують таким чином, щоб крива охолодження для цієї поверхні проходила через зону утворення перліту на кривій перетворення при безперервному охолодженні, і знаходилася на стороні більшої тривалості за часом від кривої мартенситного перетворення.
Коо) 0005)
Залізничне колесо, описане в Патентному документі 2, має наступний хімічний склад (в мас.
Фе): 0,65-0,84 96 С, 0,02-1,00 96 5, 0,50-1,90 95 Мп, 0,02-0,50 95 Ст, 0,02-0,20 95 М і 0,04 95 або менше 5, інше - ЕРе і домішки, причому вміст Р«е0,05 95, СихО,20 95 і Міх0,20 95. Крім того, для хімічного складу дотримуються наступні співвідношення: 34:2,729,5хС-2,9х5146,9хМпя10,вхСт30,3хМо44 Зх Ук43 і 0,76хехр(0,05хС)хехр(1,35х51і)хехр(0,38хМп) хехр(0,77хСт)хехр(3,0х Мо)хехр(4 б6хМ)х25
У Патентному документі 2 стверджується, що при дотриманні вказаних вище хімічного складу і співвідношень сталь для залізничного колеса дозволяє забезпечити чудові зносостійкість, утомну стійкість у контакті кочення і стійкість до викришування.
ІО0Об)
Залізничне колесо, описане в Патентному документі 3, складається з наступного (в мас. 905): 0,65-0,84 95 С, 0,4-1,0 95 5, 0,50-1,40 95 Мп, 0,02-0,13 95 Ст, 0,04 95 або менше 5, 0,02-0,12 95 М, інше - Ее і домішки, причому Еп1, що розраховується за формулою (1), становить від 32 до 43, їі
Еп2, що розраховується за формулою (2), не перевищує 25. Формула (1) є наступною:
Еп1-2,7-29,5б--2,951-6,9Мп--10,8С1-30,3Мо--44,3У і Формула (2) є наступною:
Еп2-ехр(0,76)хехр(0,05С)хехр(1,3551і) хехр(0,38Мп)хехр(0,77Ст)хехр(3,О0Мо) хехр(4,6М).
У Патентному документі З стверджується, що сталь для залізничного колеса дозволяє забезпечити чудові зносостійкість, утомну стійкість у контакті кочення і стійкість до викришування, якщо вона має вказаний вище хімічний склад, а Рп1 і Бп2 задовольняють вказаним вище співвідношенням. 00071
Залізничне колесо, описане в Патентному документі 4, являє собою суцільне колесо залізничного транспортного засобу, що складається зі сталі, яка має наступний хімічний склад (в мас. 95): 0,85-1,20 95 С, 0,05-2,0 90 5, 0,05-2,0 95 Мп ії, якщо необхідно, заздалегідь визначену кількість одного або більше з наступних хімічних елементів: Ст, Мо, М, МЬ, В, Со, Си, Мі, Ті, Мао,
Са, АЇ, 2т і М, інше - Ре і неминучі домішки, причому щонайменше частина поверхні катання і/або поверхні гребеня колеса за структурою складається з перліту. У Патентному документі 4 стверджується, що термін служби колеса залізничного транспортного засобу залежить від бо ступеня зношення поверхні катання і поверхні гребеня (абзац (0002) Патентного документа 4) і,
крім того, залежить від наявності тріщин на цих поверхнях, виникнення яких зумовлене збільшенням виділення теплоти при гальмуванні у випадку високошвидкісної залізничної магістралі. У ньому також стверджується, що у випадку, коли колесо залізничного транспортного засобу має вказану вище структуру, можна зменшити зношення і не допустити виникнення термічних тріщин на поверхні катання і поверхні гребеня.
Список літератури
Патентна література
ІО0О8)І
Патентний документ 1: Опублікована заявка на японський патент Мо 09-202937
Патентний документ 2: Опублікована заявка на японський патент Мо 2012-107295
Патентний документ 3: Опублікована заявка на японський патент Мо 2013-231212
Патентний документ 4: Опублікована заявка на японський патент Мо 2004-315928
Непатентна література
ІО0О9
Непатентний документ 1: ЕР. М/емег єї аї., 7иг Егаде дег УУапперепапантду дег еїаніє ашї
Стипа інтег 7ей-Тетрегаші-туапаІнпде-Зспацбіїдег, ані и Еїізеп, 74 (1954), стр. 749-761
Суть винаходу
Технічна проблема
ІОО1ОІ
У залізничних колесах, описаних у вказаних вище Патентних документах 1, 2 і 3, зносостійкість підвищують за рахунок активного вмісту у складі М. Однак, при застосуванні цих відомих із документів рівня техніки залізничних коліс для вантажного залізничного транспорту, де потрібно збільшення ваги вантажу і підвищення швидкості, не завжди можна забезпечити достатню зносостійкість.
ІО0О11І
У той же час залізничне колесо, описане в Патентному документі 4, виготовлене із заевтектоїдної сталі, в якій порівняно з Патентними документами 1, 2, З збільшено вміст С. Коли це залізничне колесо застосовується для вантажного залізничного транспорту, де потрібно збільшення ваги вантажу і підвищення швидкості, потенційно можливо забезпечити достатню
Зо зносостійкість. 0012
При цьому дане залізничне колесо виготовляють наведеним далі способом. Біллет (круглу заготовку) піддають обробці в гарячому стані з отриманням напівфабрикату, що має форму залізничного колеса. Отриманий напівфабрикат піддають термічній обробці (загартуванню поверхні катання). При загартуванні поверхні катання, після нагрівання напівфабрикату на його поверхню катання і гребінь розпилюють охолоджувальну воду для їх швидкого охолодження.
Зазначимо, що при швидкому охолодженні поверхні катання і гребеня також охолоджуються частина маточини і частина диска. У результаті в структурі матриці зовнішнього шару, що знаходиться безпосередньо під поверхнею катання, і в приповерхневій частині гребеня утворюється дрібнозернистий перліт, який має високу зносостійкість.
ІОО1ЗІ
Однак у зовнішньому шарі, який знаходиться безпосередньо під поверхнею катання, і в приповерхневій частині гребеня після загартування поверхні катання над шаром дрібнозернистого перліту також утворюється шар мартенситу і/або бейніту. Далі шар, що складається з мартенситу і/або бейніту, який виникає у зовнішньому шарі у поверхні катання і зовнішньому шарі гребеня при швидкому охолодженні цих поверхні і гребеня після термічної обробки, називається "загартованим шаром". При використанні залізничного колеса, що має загартований шар у зовнішньому шарі у поверхні катання і зовнішньому шарі гребеня, цей загартований шар буде піддаватися зношенню під час експлуатації колеса. З цієї причини при традиційному виготовленні залізничного колеса загартований шар, що виник у зовнішньому шарі біля поверхні катання і в зовнішньому шарі гребеня, видаляють шляхом обробки різанням, щоб на поверхню катання і поверхню гребеня напівфабрикату залізничного колеса після загартування поверхні катання відкрити дрібнозернистий перліт. Внаслідок виконання описаного процесу виготовлення отримують звичайне залізничне колесо.
ІОО141
Однак внаслідок дослідження, виконаного авторами даного винаходу, було виявлено, що у випадку, коли залізничне колесо складається із заевтектоїдної сталі, як в Патентному документі 4, при використанні звичайного способу для виготовлення цього колеса може погіршитися ударна в'язкість частини маточини і частини диска. Для звичайного залізничного колеса, при 60 тому, що структура поверхні катання і гребеня, що входять до складу частини обода, була вивчена з метою продовження терміну служби залізничного колеса, не були проведені дослідження, направлені на структуру частини маточини і частини диска залізничного колеса.
ІОО15І
Задача даного винаходу - запропонувати спосіб виготовлення залізничного колеса, який дозволяє гарантовано отримувати залізничне колесо із заевтектоїдної сталі, яке має чудову ударну в'язкість, а також запропонувати таке залізничне колесо.
Усунення проблеми
ІОО16Ї
Спосіб виготовлення залізничного колеса, що відповідає одному варіанту здійснення даного винаходу, включає етап нагрівання і етап охолодження. На етапі нагрівання напівфабрикат залізничного колеса, який має наступний хімічний склад, що складається з, в мас. 90: 0,80-1,15 до С, 1,00 95 або менше 5і, 0,10-1,25 95 Мп, 0,050 95 або менше Р, 0,030 95 або менше 5, 0,025- 0,650 95 АЇ, 0,0030-0,0200 95 М, 0-0,60 95 Ст, 0-0,12 95 М, інше - Бе і домішки, і що включає частину маточини, частину обода, що має поверхню катання і гребінь, і частину диска, розташовану між частиною маточини і частиною обода, нагрівають до температури перетворення не нижче температури Аст (С). На етапі охолодження напівфабрикат охолоджують таким чином, що: швидкість охолодження в діапазоні 8007С - 5007С на його поверхнях, відмінних від поверхні катання і поверхні гребеня, була не більше Еп1"С/с, що визначається виразом (1), швидкість охолодження в діапазоні 8007С - 500"С в тій області, в якій швидкість охолодження є мінімальною в згаданому напівфабрикаті, становить не менше Еп2"С/с, що визначається виразом (2), і швидкість охолодження в діапазоні 8007С - 500"С на поверхні катання і поверхні гребеня згаданого напівфабрикату становить не менше Еп2"С/с:
Еп1--5,0-ехр(5,651-1,427х0С-1,280х51-0,7723хМп-1,815хСт-1,519хАЇІ-7,798хМ) (1)
Еп2-0,515--ехр(-24,816-24,121хС--1,210х514-0,529х Мп2,458хСт-15,116хАЇІ-5,116хМ) (2), причому кожний символ елемента у виразах (1) і (2) показує вміст відповідного елемента в мас. Фо. 00171
Залізничне колесо, яке відповідає даному варіанту, має наступний хімічний склад, що складається з, в мас. 90: 0,80-1,15 95 С, 1,00 95 або менше 5і, 0,10-1,25 95 Мп, 0,050 95 або менше Р, 0,030 95 або менше 5, 0,025-0,650 905 АЇ, 0,0030-0,0200 95 М, 0-0,60 95 Ст, 0-0,12 Фо М, інше - Ре ії домішки, і включає частину маточини, частину обода, що має поверхню катання і гребінь, і частину диска, розташовану між частиною маточини і частиною обода. У мікроструктурі маточини частка площі перліту становить 95 95 або більше, і кількість вторинного цементиту (доевтектоїдного цементиту від англ. - "ргоешіесіоіїйй сетепійе"), визначена за наведеною далі Формулою (А), не перевищує 1,0 частинки на 100 мкм. У мікроструктурі частини диска частка площі перліту становить 95 95 або більше, і кількість вторинного цементиту, визначена за наведеною далі Формулою (А), не перевищує 1,0 частинки на 100 мкм. У мікроструктурі частині обода частка площі перліту становить 95 95 або більше, і кількість вторинного цементиту, визначена за наведеною далі Формулою (А), не перевищує 1,0 частинки на 100 мкм, де
Кількість вторинного цементиту (частинок/100 мкм) - загальна кількість частинок вторинного цементиту, через які проходять дві діагоналі в квадратному полі зору 200х200 мкм/(5,66х100
МКМ) (А).
Переваги винаходу
ІОО18)І
Спосіб виготовлення залізничного колеса, що відповідає даному винаходу, дозволяє гарантовано отримувати залізничне колесо із заевтектоїдної сталі, яке має чудову ударну в'язкість.
Короткий опис креслень
ІОО19|І
На Фіг. 1 наведений розріз при перерізі площиною, яка проходить паралельно до центральної осі залізничного колеса.
На Фіг. 2 наведена діаграма, яка ілюструє зв'язок між твердістю залізничного колеса за
Вікксерсом і ступенем зношення цього колеса, визначеним при випробовуванні на зношення за схемою Мівпіпага.
На Фіг. 3 схематично показане випробування на зношення за схемою Міхпіпага.
На Фіг. 4 наведена діаграма, яка ілюструє зв'язок між вмістом С, швидкістю охолодження і бо наявністю загартованого шару і вторинного цементиту, яка отримана на основі результатів випробування на термічну обробку, що імітує термічну обробку при виготовленні залізничного колеса.
На Фіг. 5 наведена діаграма, яка ілюструє зв'язок між вмістом 5і, швидкістю охолодження і наявністю загартованого шару і вторинного цементиту, яка отримана на основі результатів випробування на термічну обробку, що імітує термічну обробку при виготовленні залізничного колеса.
На Фіг. 6 наведена діаграма, яка ілюструє зв'язок між вмістом Мп, швидкістю охолодження і наявністю загартованого шару і вторинного цементиту, яка отримана на основі результатів випробування на термічну обробку, що імітує термічну обробку при виготовленні залізничного колеса.
На Фіг. 7 наведена діаграма, яка ілюструє зв'язок між вмістом Ст, швидкістю охолодження і наявністю загартованого шару і вторинного цементиту, яка отримана на основі результатів випробування на термічну обробку, що імітує термічну обробку при виготовленні залізничного колеса.
На Фіг. 8 наведена діаграма, яка ілюструє зв'язок між вмістом АЇ, швидкістю охолодження і наявністю загартованого шару і вторинного цементиту, яка отримана на основі результатів випробування на термічну обробку, що імітує термічну обробку при виготовленні залізничного колеса.
На Фіг. 9 наведена діаграма, яка ілюструє зв'язок між вмістом М, швидкістю охолодження і наявністю загартованого шару і вторинного цементиту, яка отримана на основі результатів випробування на термічну обробку, що імітує термічну обробку при виготовленні залізничного колеса.
На Фігю. 10 схематично показаний зразковий охолоджувальний пристрій, що використовується в способі виготовлення залізничного колеса, що відповідає представленому варіанту.
На Фіг. 11 схематично показаний спосіб вимірювання кількості вторинного цементиту.
На Фіг. 12 наведені графіки залежності твердості за шкалою С Роквелла (НКС) від відстані від водоохолодженого торця зразка для випробування за Джоміні (криві Джоміні), які отримані в
Прикладі при випробуванні на торцеве загартування за Джоміні.
Зо Докладний опис варіантів реалізації 0020
Конструкція залізничного колеса
На Фіг. 1 наведений розріз при перерізі площиною, яка проходить через центральну вісь залізничного колеса. Як показано на Фіг. 1, залізничне колесо 1 має форму диска і включає частину 2 маточини, частину З диска і частину 4 обода. Частина 2 маточини має циліндричну форму і розташована в середній частині залізничного колеса 1. Частина 2 маточини має крізний отвір 21. Центральна вісь крізного отвору 21 співпадає з центральною віссю залізничного колеса 1. В крізний отвір 21 вставляють осьовий вал, який не показаний. Товщина 12 частини 2 маточини більше товщини Т3 частини З диски. Частина 4 обода утворена на зовнішній периферії залізничного колеса 1. Частина 4 обода включає в себе поверхню 41 катання і гребінь 42. Поверхня 41 катання сполучена з гребенем 42. При використанні залізничного колеса 1 поверхні 41 катання і гребеня 42 контактують з поверхнею рейки. Товщина Т4 частини 4 обода більше товщини ТЗ частини З диска. Частина З диска розташована між частиною 2 маточини і частиною 4 обода. Частина З диска по його внутрішньому краю з'єднана з частиною 2 маточини і по зовнішньому краю з'єднана з частиною 4 обода. Товщина ТЗ частини З диска менше товщини 12 частини 2 маточини і товщини ТА частини 4 обода. 00211
Автори даного винаходу вивчили шляхи підвищення зносостійкості залізничного колеса. У результаті вони виявили наведене далі. 0022
Підвищення зносостійкості шляхом збільшення вмісту С
На Фіг. 2 наведена діаграма, яка ілюструє зв'язок між твердістю залізничного колеса за
Віккерсом і ступенем зношення цього колеса, визначеним при випробуванні на зношення за схемою Мізпійпага. Фіг. 2 отримана внаслідок проведення експерименту, який розглянутий далі. З кожного зі злитків, які мають хімічний склад, вказаний в Таблиці 1, був виготовлений круглий стрижень з діаметром 40 мм.
ІОО23І
Таблиця 1
Ме / С | 5 | Мп ЇЇ 5 | А | М | Р | Сг | М 1 | 084 | 030 081 | 0002 | 0032 | 00038 / 0001 | - | - 2 | 093 | 029 080 | 0002 | 0032 | 00042 0001 | - | - з | 100 | 030 080 | 0002 | 0034 | 00040 / 0001 | - | - 4 | 109 | 0,30 079 | 0002 | 0,036 | 00040 / 0001 | - | - 21 | 079 | 029 | 081 | 0002 | 0,035 | 00030 / 0001 | оо | - / 25 | 078 | 0,75 / 0,82 | 0002 | 0,036 | 00038 / 0001 | ло | - / 26 | 075 | 0,77 | 0,79 | 0001 | 0038 | 00034 / 0001 | 009 | 0,028 00241
З круглого стрижня був виготовлений необроблений випробувальний зразок (що відповідає напівфабрикату залізничного колеса) у формі кільця з діаметром 32 мм і завширшки 10 мм. (0025)
Необроблений випробувальний зразок був підданий загартуванню, яке імітувало загартування поверхні катання залізничного колеса. Якщо говорити конкретно, необроблений випробувальний зразок з кожної сталі, вказаної під відповідним номером, витримувався при температурі термічної обробки 9507С протягом 20 хвилин. Для створення дрібнозернистої перлітної структури після витримки необроблений випробувальний зразок був вийнятий з печі і занурений в соляну ванну, що має температуру 5507"С. Час знаходження у соляній ванні становив 7 хвилин. Після закінчення цих 7 хвилин необроблений випробувальний зразок був вийнятий з соляної ванни і охолоджений до кімнатної температури (25"С). Для імітації відпускання під час виготовлення залізничного колеса, кожний необроблений випробувальний зразок після охолодження витримувався при температурі термічної обробки 4507С протягом З годин. Після витримки при температурі термічної обробки 450"С протягом 3 годин необроблений випробувальний зразок охолоджувався до кімнатної температури (2575). (оО26)
Після охолодження була виконана обробка різанням необробленого випробувального зразка по його зовнішній окружності для отримання зразка 100 колеса (що відповідає залізничному колесу), який мав циліндричну форму, показану на Фіг. 3. Зразок 100 колеса мав діаметр 0100, що становить 29,39 мм, і ширину УМ100, що становить 8 мм. (00271
Крім того, була отримана Сталь Мо 29, вказана в Таблиці 2, яка була використана як матеріал рейки. (оО28)
Таблиця 2 сталь рми ТУ 29 | 099 | 051 | 071 | 0011 | 0008 | 022 | -
Зо оО29
Зі Сталі Мо 29, як матеріалу рейки, був виготовлений зразок 200 рейки, що має форму кільця і показаний на Фіг. 3. Зразок 200 рейки мав діаметр 0200, що становить 30,0 мм, і ширину УМ200, що становить 5 мм.
ІООЗОЇ
З використанням оптичного мікроскопа при 500-кратному збільшенні була вивчена структура металу зразка 100 колеса в положенні на глибині 2-3 мм від зовнішньої окружної поверхні до центральної осі. Аналогічно, з використанням оптичного мікроскопа при 500-кратному збільшенні була вивчена структура металу зразка 200 рейки в положенні на глибині 2-3 мм від зовнішньої окружної поверхні до центральної осі. Внаслідок вивчення структури було встановлено, що за структурою зразки 100 колеса зі Сталей МоМо 1-4 і 21-28 складалися з єдиної перлітної фази, і зразок 200 рейки за структурою також складався з єдиної перлітної фази. 0091)
Крім цього, для зразка 100 колеса в тому ж положенні, що і при вивченні структури, тобто, в положенні на глибині 2-3 мм від зовнішньої окружної поверхні до центральної осі, шляхом проведення випробування за стандартом 9УІ5 7 2244 (2009) була виміряна твердість за
Вікксерсом. У всіх випадках при випробуванні сила становила 2,9421 Н. Аналогічно, для зразка 200 рейки в тому ж положенні, що і при вивченні структури, тобто, в положенні на глибині 2-3 мм від зовнішньої окружної поверхні, шляхом проведення випробування за стандартом 915 7 2244 (2009) була виміряна твердість за Віккерсом. При випробуванні сила становила 2,9421 Н. У результаті твердість за Вікксерсом зразка 200 рейки становила 430 НУ.
І0ОоЗ2І
Центр ширини зовнішньої окружної поверхні зразка 100 колеса і центр ширини зовнішньої периферійної поверхні зразка 200 рейки були приведені в контакт один з одним, і було виконане випробування на зношення зі взаємним обертанням зразка 100 колеса і зразка 200 рейки при їх притисненні одне до одного з силою 900 МПа. Швидкість обертання зразка 100 колеса становила 800 об./хв., і швидкість обертання зразка 200 рейки становила 775 об./хв. Таким чином, відносне ковзання зразка 100 колеса і зразка 200 рейки становило 1,1 95. По закінченні випробування, а саме - після здійснення зразком 100 колеса 500000 обертів, була виміряна його маса (г). Потім була визначена різниця між масою (г) зразка 100 колеса до випробування і його масою (г) після випробування, і як ступінь зношення колеса був прийнятий результат ділення цієї різниці маси на 50 (г/10000 обертів). Зазначимо, що з кожної сталі було виготовлено 4 зразки 100 колеса, і для кожної сталі з використанням таких зразків одне і те ж випробування проводилося 4 рази. За ступінь зношення залізничного колеса з кожної сталі було прийняте середнє значення від ступенів зношення зразків 100 колеса, які були отримані в цих чотирьох випробуваннях. Отримані для кожної сталі твердість за Вікксерсом і ступінь зношення зразка 100 колеса були використані для створення фіг. 2.
Коо) І0ОЗЗІ
Символом о на Фіг. 2 вказаний результат випробувань при використанні сталей, які не містять М, в яких вміст 5і є приблизно постійним і становить приблизно 0,3 95, і вміст С змінюється віл 0,8 905 до 1,1 95 (далі називаються "заевтектоїдними сталями, які не містять М").
Символом ОС вказані результати випробувань при використанні сталей, в яких вміст С знаходиться в діапазоні від 0,75 95 до 0,79 95, вміст 5і є приблизно постійним і становить приблизно 0,3 95, і вміст М змінюється від 0 95 до приблизно 0,1 95 (далі називаються "заевтектоїдними сталями з різним вмістом М і низьким вмістом 51"). Символом 2 вказані результати випробувань при використанні сталей, в яких вміст С знаходиться в діапазоні від 0,75 95 до 0,79 95, вміст 5і є приблизно постійним і становить приблизно 0,8 95, і вміст М змінюється від 0 95 до приблизно 0,1 95 (далі називаються "заевтектоїдними сталями з різним вмістом М і високим вмістом 51"). Число поруч з кожним символом на Фіг. 2 - це номер сталі в
Таблиці 1.
І0ОЗА4І
Якщо звернутися до Фіг. 2, в міру збільшення вмісту М збільшувалася твердість за Вікксерсом колеса із заевтектоїдних сталей з різним вмістом М ї низьким вмістом 5і (символ О,, Якщо говорити конкретно, твердість за Віккерсом збільшувалася при збільшенні вмісту М від безванадієвої сталі (Сталь 21) до 0,028 95 (Сталь 22), 0,058 95 (Сталь 23) і 0,097 95 (Сталь 24).
При цьому твердість за Віккерсом залишалася на рівні близько 350 НМУ, і ступінь зношення знизився лише до приблизно 0,015 г/1 0000 об. У той же час в заевтектоїдних сталях з різним вмістом М і високим вмістом 5і (символ г) в міру збільшення вмісту М від безванадієвої сталі (Сталь 25) до 0,028 95 (Сталь 26), 0,058 95 (Сталь 27) і 0,096 95 (Сталь 28) твердість за
Віккерсом збільшилася до приблизно 380 НУ. Однак, навіть не зважаючи на збільшення твердості за Віксерсом, ступінь зношення колеса залишався постійним і знаходився на рівні приблизно 0,015 г/10000 об., і подальшого зниження не сталося.
І0ОЗ5І
У той же час в заевтектоїдних сталях, що не містять М (символ ), твердість за Віккерсом збільшувалася при збільшенні вмісту С з 0,84 95 (Сталь 1) до 0,93 95 (Сталь 2), 1,00 95 (Сталь 3) і 1,09 95 (Сталь 4). Крім того, при збільшенні твердості за Вікксерсом ступінь зношення знизився до приблизно 0,010 г/10000 об.
І0ОЗ6)
На основі вказаного вище можна сказати, що зносостійкість залізничного колеса зі сталі, призначеної для його виготовлення, підвищується сильніше, якщо збільшувати твердість за рахунок збільшення вмісту С, а не за рахунок збільшення вмісту М, навіть при забезпеченні однієї і тієї ж твердості. Хоча причина цього не є очевидною, передбачається наведене далі пояснення. Під час використання залізничного колеса на поверхню катання діє зовнішня сила (навантаження) з боку рейки. Під дією цієї сили цементит, що входить до складу перліту, який міститься у зовнішньому шарі, що знаходиться безпосередньо під поверхнею катання, руйнується, і твердість додатково збільшується внаслідок дисперсійного зміцнення. Крім того, вуглець, який міститься в дрібнозернистому зруйнованому цементиті, розчиняється у фериті, який входить до складу перліту, з виникненням перенасиченого розчину, що призводить до збільшення твердості зовнішнього шару, який знаходиться безпосередньо під поверхнею катання, внаслідок твердорозчинного зміцнення.
І0ОЗ7І
Збільшення вмісту С в сталі буде призводити до збільшення об'ємної частки цементиту в перліті. Крім цього, підвищиться імовірність виникнення більш дрібних пластинок перліту. У цьому випадку, при дії описаного вище механізму, зносостійкість залізничного колеса буде підвищуватися. У той же час, якщо у сталі міститься М, її твердість збільшується внаслідок дисперсійного зміцнення при виникненні карбонітриду У. В цьому випадку, оскільки карбонітрид
М виникає в фериті, він збільшує, головним чином, твердість фериту. Тобто, вміст М не впливає значною мірою на подрібнення перліту. З цієї причини, хоча зносостійкість певною мірою можна підвищити за рахунок вмісту М, її не можна підвищити так же сильно, як у випадку дисперсійного зміцнення при руйнуванні цементиту і зміцнення через перехід С у твердий розчин.
І0ОЗ8)І
Тому навіть при забезпеченні однакової твердості сталі залізничного колеса зносостійкість можна підвищити сильніше завдяки збільшенню вмісту С, ніж завдяки введенню у склад М.
І0ОЗ9
На основі результатів описаного вище дослідження автори даного винаходу прийшли до висновку, що в плані підвищення зносостійкості для залізничного колеса переважно
Зо використовувати заевтектоїдну сталь з наступним хімічним складом (в мас. 95): 0,80-1,15 9о С, 1,00 95 або менше 5і, 0,10-1,25 95 Мп, 0,050 95 або менше Р, 0,030 95 або менше 5, 0,025-0,650
Зо АІ, 0,0030-0,0200 95 М, 0-0,60 90 Ст і 0-0,12 90 М, інше - Ее і домішки. 0040)
Недопущення виникнення вторинного цементиту
Як описано вище, залізничне колесо виготовляють, піддаючи його напівфабрикат термічній обробці (загартування поверхні катання). У залізничному колесі зносостійкість необхідна для поверхні катання і гребеня, які приводяться в контакт з рейкою. Тому при термічній обробці напівфабрикату в звичайному процесі виготовлення залізничного колеса на поверхню катання і гребінь, що входять до складу обода цього напівфабрикату, розпилюють охолоджувальне середовище (воду або плинне середовище у вигляді суміші води і повітря) для їх швидкого охолодження з виникненням структури з дрібнозернистого перліту у зовнішньому шарі, що знаходиться безпосередньо під поверхнею катання, і у зовнішньому шарі гребеня. У той же час при звичайній термічній обробці інші поверхні залізничного колеса, відмінні від поверхні катання і поверхні гребеня, а саме - поверхню маточини, поверхню диска і бічну поверхню обода, охолоджують без розпилення охолоджувального середовища. Це пояснюється тим, що, як описано вище, потрібна зносостійкість поверхні катання і поверхні гребеня, які входять до складу обода, і не потрібна зносостійкість інших поверхонь (поверхонь маточини і диска і бічної поверхні обода).
ІО0АТІ
У доевтектоїдній сталі і евтектоїдній сталі, в яких вміст С є низьким, як в звичайному залізничному колесі, вторинний цементит виникати не буде. Але у випадку заевтектоїдної сталі, в якій вміст С становить 0,80 95 або більше, як у випадку вказаного вище хімічного складу, дослідження, виконане авторами даного винаходу, дозволило уперше виявити, що при виготовленні залізничного колеса з використанням звичайного способу в цьому колесі може виникати вторинний цементит і, зокрема, є імовірність його виникнення в частині маточини і частині диска, які піддають звичайному охолодженню при загартуванні поверхні катання.
Вторинний цементит погіршує ударну в'язкість. Тому в залізничному колесі, що складається із заевтектоїдної сталі, в якій вміст С становить 0,80 95 або більше, переважно не допускати виникнення вторинного цементиту не тільки в частині обода, а також в частині маточини і 60 частині диска.
0042
Крім того, ударну в'язкість залізничного колеса також погіршує загартований шар, який виникає у зовнішньому шарі напівфабрикату під час термічної обробки, якщо він залишається в цьому колесі, а не видаляється шляхом обробки різанням. З цієї причини на інших поверхнях, відмінних від поверхні катання і поверхні гребеня, на яких загартований шар видаляється шляхом обробки різанням, а саме - поверхнях частини маточини і частини диска і бічній поверхні частини обода, переважно не допускати виникнення вторинного цементиту, а також не допускати виникнення зверху нього загартованого шару.
І0043
Відповідно, автори даного винаходу вивчили шляхи недопущення виникнення вторинного цементиту при виготовленні залізничного колеса не тільки в частині обода, до складу якого входять поверхня катання і гребінь, а також в частині диска і частині маточини. У результаті автори даного винаходу виявили наведене далі. 00441
На Фіг. 4-9 наведені діаграми, які ілюструють зв'язки між вмістом у сталі кожного з хімічних елементів (Фіг. 4 - вміст С, Фіг. 5 - вміст 5і, Фіг. 6 - вміст Мп, Фіг. 7 - вміст Сг, Фіг. 8 - вміст АЇ і Фіг. 9 - вміст М), середньою швидкістю охолодження ("С/с) в діапазоні 8007 - 5007С і наявністю загартованого шару і вторинного цементиту, ці зв'язки були отримані внаслідок випробування на термічну обробку, що імітує термічну обробку під час виготовлення залізничного колеса. 0045)
Фіг. 4 створена на основі результатів, отриманих при випробуванні на торцеве загартування за Джоміні, яке буде описане нижче, з використанням множини зразків (Сталі МоМо 1, 2, 3, 4 в розглянутій нижче Таблиці 3), в яких розрізнявся вміст С. Фіг. 5 створена на основі результатів, отриманих при випробуванні на торцеве загартування за Джоміні з використанням множини зразків (Сталі МоМо 5, 3, 6 в Таблиці 3), в яких розрізнявся вміст 5і. Фіг. 6 створена на основі результатів, отриманих при випробуванні на торцеве загартування за Джоміні з використанням множини зразків (Сталі МоМо 7, 3, 8 в Таблиці 3), в яких розрізнявся вміст Мп. Фіг. 7 створена на основі результатів, отриманих при випробуванні на торцеве загартування за Джоміні з використанням множини зразків (Сталі МоМо 3, 9, 10, 11 в Таблиці 3), в яких розрізнявся вміст Сг.
Зо Фіг. 8 створена на основі результатів, отриманих при випробуванні на торцеве загартування за
Джоміні з використанням множини зразків (Сталі МоМо 3, 12, 13, 14, 15, 16 в Таблиці 3), в яких розрізнявся вміст АЇ. Фіг. 9 створена на основі результатів, отриманих при випробуванні на торцеве загартування за Джоміні з використанням множини зразків (Сталі МоМо 3, 17, 18 в
Таблиці 3), в яких розрізнявся вміст У. 0046)
Симвоп Є на Фіг. 4-9 вказує на виникнення загартованого шару (мартенситу і/або бейніту).
Символ вказує, що загартований шар не виникає, мікроструктура складається по суті з перліту, і кількість вторинного цементиту в мікроструктурі становить не більше 1,0 частинки на 100 мкм, тобто вторинний цементит по суті відсутній. Символ х вказує, що загартований шар в мікроструктурі не виникає, мікроструктура складається по суті з перліту, і кількість вторинного цементиту в мікроструктурі становить більше 1,0 частинки на 100 мкм, тобто в мікроструктурі виникає вторинний цементит. Тут формулювання "мікроструктура складається по суті з перліту" означає, що частка площі перліту в мікроструктурі становить 95 95 або більше. Крім цього, пізніше буде розглянутий спосіб визначення кількості вторинного цементиту (частинок/100 мкм). 00471
Фіг. 4 є підтвердженням того, що у випадку, якщо швидкість охолодження є дуже високою, виникає загартований шар. У даному описі максимальна швидкість охолодження, при якій в структурі виникає перліт і не буде виникати загартований шар (швидкість охолодження на межі між символами . і О на Фії. 4), задається як "гранична швидкість охолодження при виникненні перліту". На Фіг. 4-9 гранична швидкість охолодження при виникненні перліту показана пунктирною лінією. Як показано на Фіг. 4, при збільшенні вмісту С гранична швидкість охолодження при виникненні перліту зменшується. Як показано на Фіг. 5, при збільшенні вмісту зі гранична швидкість охолодження при виникненні перліту зменшується. Як показано на Фіг. 6, при збільшенні вмісту Мп гранична швидкість охолодження при виникненні перліту зменшується. Як показано на фіг. 7, при збільшенні вмісту Ст гранична швидкість охолодження при виникненні перліту зменшується. Як показано на Фіг. 8, при збільшенні вмісту АЇ гранична швидкість охолодження при виникненні перліту зменшується. Як показано на Фіг. 9, при збільшенні вмісту М гранична швидкість охолодження при виникненні перліту зменшується.
Тобто, як показано на Фіг. 4-9, С, 5і, Мп, Сг, АЇ і М забезпечують зменшення граничної швидкості бо охолодження при виникненні перліту.
ІО048)І
З іншого боку, якщо швидкість охолодження є дуже низькою, в структурі може виникати вторинний цементит. Як показано на Фіг. 4, при збільшенні вмісту С вторинний цементит виникає, навіть якщо швидкість охолодження є високою.
І0049
Тут максимальна швидкість охолодження, при якій вторинний цементит виникає в кількості біпьше 1,0 частинки на 100 мкм (на кресленні - швидкість охолодження на межі між символами о, ху задається як "швидкість охолодження, критична для виникнення вторинного цементиту".
На Фіг. 4-9 швидкість охолодження, критична для виникнення вторинного цементиту, показана суцільною лінією.
І0О5О
Як показано на фіг. 4, при збільшенні вмісту С швидкість охолодження, критична для виникнення вторинного цементиту, збільшується. Аналогічно, як показано на Фіг. 5, хоча і не так помітно, як у випадку С, але при збільшенні вмісту Зі швидкість охолодження, критична для виникнення вторинного цементиту, збільшується. Як показано на Фіг. 7, хоча також не так помітно, як у випадку С, але при збільшенні вмісту Ст швидкість охолодження, критична для виникнення вторинного цементиту, збільшується. Крім того, як показано на Фіг. 6 ії 9, при збільшенні вмісту Мп і М швидкість охолодження, критична для виникнення вторинного цементиту, не змінюється так сильно. У той же час, як показано на Фіг. 8, якщо збільшується вміст АЇ, швидкість охолодження, критична для виникнення вторинного цементиту, помітно зменшується. 0051)
Таким чином, С забезпечує збільшення швидкості охолодження, критичної для виникнення вторинного цементиту, і АІ забезпечує зменшення швидкості охолодження, критичної для виникнення вторинного цементиту.
ІО0О52І
Виходячи з описаних вище результатів, автори даного винаходу додатково вивчили зв'язок між граничною швидкістю охолодження при виникненні перліту/швидкістю охолодження, критичною для виникнення вторинного цементиту, і вмістом С, 5і, Мп, Ст, АЇІ ї М. В результаті вони виявили, що у випадку, якщо залізничне колесо виготовлене із заевтектоїдної сталі, яка має вказаний вище хімічний склад, у процесі виготовлення при охолодженні напівфабрикату цього колеса після термічної обробки при температурі не нижче температури перетворення Аст можна не допустити виникнення загартованого шару, якщо швидкість охолодження ("С/с) в діапазоні 8007 - 500"С не перевищує значення Еп1і, що являє собою граничну швидкість охолодження при виникненні перліту і визначається виразом (1). Вони також виявили, що можна не допустити виникнення вторинного цементиту, якщо ця швидкість охолодження має значення не менше значення Еп2, що являє собою швидкість охолодження, критичну для виникнення вторинного цементиту, і визначається виразом (2).
Еп1--5,0--ехр(5,651-1,427х0-1,280х51-0,7723хМп-1,815хСт-1,519хАЇІ-7,798хУ) (1)
Еп2-0,515--ехр(-24,816-24,121хС-1,210х5140,529хМпж2,458хСт-15,116хАІ-5,116хМ) (2)
У Формули (1) і (2) замість позначень хімічних елементів підставляють їх вміст (в мас. 95).
Зазначимо, що 800"С - 5007"С - це температурний діапазон, в якому виникають перліт і вторинний цементит.
І0О5ЗІ
Спосіб виготовлення залізничного колеса, що відповідає даному варіанту, який був створений на основі вказаної вище виявленої інформації, включає етап нагрівання і етап охолодження. На етапі нагрівання напівфабрикат залізничного колеса, який має наступний хімічний склад (в мас. 95): 0,80-1,15 95 С, 1,00 95 або менше 5і, 0,10-1,25 956 Мп, 0,050 95 або менше Р, 0,030 95 або менше 5, 0,025-0,650 95 АЇІ, 0,0030-0,0200 95 М, 0-0,60 95 Сг і 0-0,12 95 М, інше - Ре і домішки, і включає маточину, обід, який має поверхню катання і гребінь, і диск, розташований між маточиною і ободом, нагрівають до температури не нижче температури Аст.
На етапі охолодження цей напівфабрикат охолоджують. На етапі охолодження напівфабрикат залізничного колеса охолоджують таким чином, щоб швидкість охолодження в діапазоні 8007 - 5007С на його поверхнях, відмінних від поверхні катання і поверхні гребеня, була не більше
Еп1"С/с, що визначається виразом (1), в тій зоні напівфабрикату, де швидкість охолодження в діапазоні 8007 - 500"С є мінімальною, вона була не менше Еп2"С/с, що визначається виразом (2), і швидкість охолодження в діапазоні 8007С - 5007 на поверхні катання і поверхні гребеня цього напівфабрикату була не менше Еп2"С/с.
Еп1--5,0-ехр(5,651-1,427х0С-1,280х51-0,7723хМп-1,815хСт-1,519хАЇІ-7,798хМ) (1) 60 Еп2-0,515--ехр(-24,816-24,121хС-1,210х5140,529хМпж2,458хСт-15,116хАІ-5,116хМ) (2)
У Формули (1) і (2) замість позначень хімічних елементів підставляють їх вміст (в мас. 95).
І0Оо541
Крім того, на вказаному вище етапі охолодження напівфабрикат можна охолоджувати таким чином, щоб швидкість охолодження в діапазоні 8007 - 500"С на поверхні катання і поверхні гребеня була не менше Еп2"С/с, не менше 5"С/с і не більше 200"С/с.
І0О55)
Напівфабрикат описаного вище залізничного колеса може містити наступні хімічні елементи: 0,02-0,60 95 Ст і/або 0,02-0,12 95 У.
І0О56)
Залізничне колесо, яке відповідає даному варіанту, має наступний хімічний склад (в мас. 905): 0,80-1,15 95 С, 1,00 95 або менше 5і, 0,10-1,25 95 Мп, 0,050 95 або менше Р, 0,030 95 або менше 5, 0,025-0,650 95 АЇ, 0,0030-0,0200 905 М, 0-0,60 95 Сг і 0-0,12 95 М, інше - Ре і домішки, і включає маточину, обід, що має поверхню катання і гребінь, і диск, розташований між маточиною і ободом. У мікроструктурі маточини частка площі перліту становить 95 95 або більше, і кількість вторинного цементиту, визначена за формулою (А), не перевищує 1,0 частинки на 100 мкм. У мікроструктурі диска частка площі перліту становить 95 95 або більше, і кількість вторинного цементиту, визначена за формулою (А), не перевищує 1,0 частинки на 100 мкм. У мікроструктурі обода частка площі перліту становить 95 95 або більше, і кількість вторинного цементиту, визначена за формулою (А), не перевищує 1,0 частинки на 100 мкм.
Кількість вторинного цементиту (частинок/100 мкм) - загальна кількість частинок вторинного цементиту, через які проходять дві діагоналі в квадратному полі зору 200х200 мкм/(5,66х100 мкм) (А) 0057
Напівфабрикат може містити наступні хімічні елементи: 0,02-0,60 95 Ст і/або 0,02-0,12 б» М.
І0О58)
Далі спосіб виготовлення залізничного колеса і залізничне колесо, що відповідає даному варіанту, будуть розглянуті детально. При вказанні вмісту хімічних елементів "У" - це мас. 905, якщо не вказано інше.
І0О59)
Хімічний склад залізничного колеса
Залізничне колесо в даному варіанті включає маточину 2, диск З і обід 4, що включає поверхню 41 катання і гребінь 42, як показано на Фіг. 1. Хімічний склад залізничного колеса в даному варіанті наведений далі.
І0ОбО
С: 0,80-1,15 95
Вуглець (С) збільшує твердість сталі і зносостійкість. Якщо вміст С є дуже низьким, ці ефекти забезпечити неможливо. З іншого боку, якщо вміст С є дуже високим, на межах зерен попереднього аустеніту виділяється вторинний цементит, і погіршуються пластичність, ударна в'язкість і утомна довговічність сталі. Тому вміст С становить 0,80-1,15 95. Нижнє граничне значення вмісту С переважно становить 0,85 95, більш переважно - 0,86 95, ще більш переважно - 0,87 95 і навіть більш переважно - 0,90 95. Верхнє граничне значення вмісту С переважно становить 1,05 95, більш переважно - 1,00 95. 00611 ві: 1,00 95 або менше
Кремній (Зі) неминуче входить до складу. Тобто, вміст 5і перевищує 0 95. 5і забезпечує зміцнення фериту внаслідок виникнення твердого розчину, що призводить до збільшення твердість сталі. Однак якщо вміст 5і є дуже високим, вірогідне виникнення вторинного цементиту. Крім того, якщо вміст Зі є дуже високим, дуже сильно підвищується зміцнюваність сталі, і вірогідне виникнення мартенситу. Крім цього, в матеріалі, що використовується в залізничному колесі, під дією тепла, яке виділяється при терті цього колеса і гальмівної колодки, може відбуватися загартування, що погіршує стійкість сталі до виникнення тріщин. Тому вміст 5і не перевищує 1,00 95. Верхнє граничне значення вмісту 5і переважно становить 0,80 95, більш переважно - 0,65 95, ще більш переважно - 0,45 95 і навіть більш переважно - 0,35 95. Нижнє граничне значення вмісту 5і переважно становить 0,01 95, більш переважно - 0,05 95 і ще більш переважно - 0,20 об. 0О62
Мп: 0,10-1,25 Фо
Марганець (Мп) забезпечує зміцнення фериту внаслідок виникнення твердого розчину, що призводить до збільшення твердість сталі. Крім того, Мп утворює Мпи5, що полегшує механічну 60 обробку сталі. Якщо вміст Мп є дуже низьким, ці ефекти забезпечити неможливо. З іншого боку,
якщо вміст Мп є дуже високим, дуже сильно підвищується зміцнюваність сталі, і вірогідне виникнення мартенситу. Крім цього, в матеріалі, що використовується в залізничному колесі, під дією тепла, яке виділяється при терті цього колеса і гальмівної колодки, може відбуватися загартування, і може погіршитися стійкість сталі до виникнення тріщин. Тому вміст Мп становить 0,10-1,25 95. Нижнє граничне значення вмісту Мп переважно становить 0,50 95, більш переважно - 0,60 95 ії ще більш переважно - 0,70 95. Верхнє граничне значення вмісту Мп переважно становить 1,00 95 і більш переважно - 0,82 9.
І0О6ЗІ
Р: 0,050 95 або менше
Фосфор (Р) є неминучою домішкою. Тобто, вміст Р перевищує 0 95. Р виділяється на межах зерен, погіршуючи ударну в'язкість сталі. Тому вміст Р становить 0,050 95 або менше. Верхнє граничне значення вмісту Р переважно становить 0,030 95 і більш переважно - 0,020 95.
Переважно, щоб вміст Р був якомога меншим. Однак надмірне зниження вмісту Р призведе до надмірного збільшення вартості очищення. Тому, враховуючи звичайні умови промислового виробництва, нижнє граничне значення Р переважно становить 0,0001 95 і більш переважно - 0,0005 9. 0064) 5: 0,030 95 або менше
Сірка (5) неминуче входить до складу. Тобто, вміст 5 перевищує 0 95. При введенні 5 до складу вона утворює Мп5, що полегшує механічну обробку сталі. Однак 5 погіршує ударну в'язкість сталі. Тому вміст 5 становить 0,030 95 або менше. Верхнє граничне значення вмісту 5 переважно становить 0,020 95. З урахуванням полегшення механічної обробки нижнє граничне значення вмісту 5 переважно становить 0,001 95 і більш переважно - 0,005 95. 0065)
А: 0,025-0,650 95
Алюміній (АІ) перешкоджає виникненню вторинного цементиту, коли залізничне колесо за даним варіантом містить С на рівні 0,80 95 або більше, що підвищує ударну в'язкість сталі. Крім того, АЇ з'єднується з М з утворенням АЇМ і забезпечує очищення кристалічного зерна. Внаслідок очищення кристалічного зерна підвищується ударна в'язкість сталі. Ці ефекти неможливо забезпечити, якщо вміст АЇ є дуже низьким. З іншого боку, якщо вміст АІ є дуже високим, збільшується кількість великих неметалічних включень, що погіршує ударну в'язкість сталі. Тому вміст АІ становить 0,025-0,650 95. Нижнє граничне значення вмісту АЇ переважно становить 0,030 95, більш переважно - 0,040 95 і ще більш переважно - 0,050 95. Верхнє граничне значення вмісту АІ переважно становить 0,450 95, більш переважно - 0,350 95, ще більш переважно - 0,250
Фо і навіть більш переважно - 0,115 95. Під вмістом АЇ тут мається на увазі вміст АЇ, розчинного в кислоті (розч. АЇ). 0066)
М: 0,0030-0,0200 95
Азот (М) об'єднується з АЇ з утворенням АЇМ і забезпечує очищення кристалічного зерна.
Внаслідок очищення кристалічного зерна підвищується ударна в'язкість сталі. Якщо вміст М є дуже низьким, цей ефект забезпечити неможливо. З іншого боку, якщо вміст М є дуже високим, такий ефект досягає насичення. Тому вміст М становить 0,0030-0,0200 95. Нижнє граничне значення вмісту М переважно становить 0,0035 95 і більш переважно - 0,0040 95. Верхнє граничне значення вмісту М переважно становить 0,0100 95 і більш переважно - 0,0080 95. 0067
Іншим у хімічному складі залізничного колеса за даним варіантом є Ре і домішки. Тут "домішка" - це хімічний елемент, який потрапляє з руди і брухту як вихідних матеріалів або з виробничого середовища і т. п. при виготовленні описаного вище залізничного колеса в промислових умовах, і вміст якого допускається в діапазоні, що не впливає негативно на це колесо. 0068)
За хімічним складом залізничне колесо, яке відповідає даному варіанту, замість частини Бе також може містити Сг і М.
І00О69
Ст: 0-0,60 95
Хром (Сг) є необов'язковим хімічним елементом і може не входити до складу. Тобто, вміст
Сг може бути такий, що дорівнює 0 95. Якщо Сг входить до складу, він зменшує відстань між пластинками перліту, що значно підвищує твердість перліту. Однак якщо вміст Сг є дуже високим, підвищується імовірність виникнення вторинного цементиту. Крім того, якщо вміст Сг є бо дуже високим, підвищується зміцнюваність, і збільшується імовірність виникнення мартенситу.
Тому вміст Ст становить 0-0,60 95. Верхнє граничне значення вмісту Ст переважно становить 0,30 95, більш переважно - 0,25 95 і ще більш переважно - 0,10 95. Переважно нижнє граничне значення вмісту Сг для отримання ефекту зменшення відстані між пластинками перліту становить 0,02 95. 0070
М: 0-0,12 95
Ванадій (М) є необов'язковим хімічним елементом і може не входити до складу. Тобто, вміст
М може бути такий, що дорівнює 0 95. Якщо М входить до складу, він утворює карбід, нітрид або карбонітрид, що призводить до дисперсійного зміцнення сталі У результаті значно збільшується твердість залізничного колеса, що призводить до додаткового підвищення зносостійкості. Однак якщо вміст М є дуже високим, зміцнюваність стає високою, і після загартування поверхні катання надмірно збільшується товщина загартованого шару. Тому вміст
М становить 0-0,12 95. Верхнє граничне значення вмісту М переважно становить 0,09 95. Нижнє граничне значення вмісту М переважно становить 0,02 95 і більш переважно - 0,03 95. 00711
Спосіб виготовлення залізничного колеса
Далі буде описаний один зразковий спосіб виготовлення описаного вище залізничного колеса. Спосіб виготовлення залізничного колеса, що відповідає даному варіанту, включає процес термічної обробки. Процес термічної обробки включає етап нагрівання і етап охолодження. 00721
Етап нагрівання
Перед виконанням етапу нагрівання спочатку виготовляють напівфабрикат, який має вказаний вище хімічний склад і форму, близьку до форми залізничного колеса, і включає частину маточини, частину диска і частину обода. Напівфабрикат виготовляють, наприклад, наведеним далі способом.
І0О7ЗІ
З використанням електричної печі або конвертера отримують розплавлені сталі, які мають вказаний вище хімічний склад. З використанням цих розплавлених сталей отримують вихідні
Зо матеріали. Для прикладу, виготовляють відлиту деталь, наприклад, з використанням процесу безперервного лиття. Як альтернатива, з використанням процесу лиття злитків виготовляють злиток. Відлиту деталь або злиток піддають вальцюванню на блюмінгу або гарячому куванню для виготовлення заготовки як вихідного матеріалу. Вихідний матеріал може являти собою відлиту деталь, виготовлену з використанням процесу безперервного лиття. У переважному випадку вихідний матеріал має циліндричну форму. 00741
Використовуючи отриманий вихідний матеріал, створюють описаний вище напівфабрикат.
Вихідний матеріал ріжуть у площині, перпендикулярній до подовжнього напрямку. Відрізаний вихідний матеріал піддають гарячій обробці в напрямку, перпендикулярному до поверхні розрізу, для отримання форми диска. Подальшу гарячу обробку виконують таким чином, щоб отримати напівфабрикат, форма якого близька до форми залізничного колеса. У ході гарячої обробки, наприклад, виконують гаряче кування, після чого, за необхідності, виконують гаряче вальцювання (вальцювання колеса) У результаті виконання описаних вище процесів отримують напівфабрикат. 0075)
Виготовлений напівфабрикат нагрівають. Якщо говорити конкретно, напівфабрикат нагрівають до температури не нижче температури Аст (С). Наприклад, напівфабрикат вміщують у нагрівальну піч, яка повинна бути нагріта до температури (температури загартування) не нижче температури Аст. Швидкість нагрівання і час витримки при температурі загартування можуть бути вибрані з добре відомих. Хоча температура Аст змінюється залежно від хімічного складу сталі, температура загартування, наприклад, становить 850-100070. 0076)
Етап охолодження
Для нагрітого напівфабрикату виконують етап охолодження. На цьому етапі охолодження мікроструктури у зовнішньому шарі, що знаходиться безпосередньо під поверхнею катання, і зовнішньому шарі гребеня напівфабрикату залізничного колеса, перетворюються в дрібнозернистий перліт, що має високу зносостійкість. У зовнішньому шарі, що знаходиться безпосередньо під поверхнею катання, і зовнішньому шарі гребеня вище дрібнозернистого перліту може виникнути загартований шар певної товщини (шар, що складається з мартенситу бо іабо бейніту). У цьому випадку загартований шар видаляють на подальшому етапі шляхом обробки різанням. У той же час в мікроструктурі не допускають виникнення загартованого шару на поверхнях, відмінних від поверхні катання і поверхні гребеня напівфабрикату. У результаті мікроструктура буде складатися по суті з перліту (частка площі перліту становить 95 95 або більше). Тут поверхні, відмінні від поверхні катання і поверхні гребеня напівфабрикату, це поверхня частини диска, поверхня частини маточини і поверхні частини обода, крім поверхні катання і поверхні гребеня. Причина, з якої не допускається виникнення загартованого шару на поверхнях, відмінних від поверхні катання і поверхні гребеня напівфабрикату, полягає в тому, що важко шляхом обробки різанням видалити загартований шар, який виник з цих відмінних поверхонь. 00771
Крім того, в будь-якій зоні напівфабрикату не допускається виникнення вторинного цементиту. А саме: в напівфабрикаті залізничного колеса, що має вказаний вище хімічний склад, що відповідає заевтектоїдній сталі, виникнення вторинного цементиту не допускається не тільки в частині обода, а також в частині диска і частині маточини. Завдяки недопущенню виникнення загартованого шару і недопущенню виникнення вторинного цементиту в будь-якій зоні частини обода, крім поверхні катання і гребеня, а також в частині диска і частині маточини можна не допустити погіршення ударної в'язкості, навіть якщо залізничне колесо має вказаний вище хімічний склад, що відповідає заевтектоїдній сталі. 0078)
Якщо говорити конкретно, напівфабрикат охолоджують від вказаної вище температури загартування таким чином, щоб дотримувалися наведені далі умови (А) - (С). (А) Напівфабрикат охолоджують таким чином, щоби швидкість охолодження в діапазоні 800 - 5007С на його поверхнях, відмінних від поверхні катання і поверхні гребеня, тобто на поверхні частини маточини, поверхні частини диска і бічній поверхні частини обода (поверхні обода, відмінній від поверхні катання і поверхні гребеня), була не більшою Еп1"С/с. (В) Напівфабрикат охолоджують таким чином, щоб у тій зоні напівфабрикату, де швидкість охолодження в діапазоні 8007 - 5007С є мінімальною, тобто в тій зоні всередині частини маточини, частини диска і частин обода, де швидкість охолодження є мінімальною (далі називається "зоною з мінімальною швидкістю охолодження"), вона була не менше Еп2"С/с.
Зо (С) Напівфабрикат охолоджують таким чином, щоб швидкість охолодження в діапазоні 800 - 500" на поверхні катання і поверхні гребеня була не меншою Еп2"С/с.
І0О79
Якщо швидкість охолодження на поверхні катання і поверхні гребеня менша Еп2"С/с, в областях частини обода поруч з цими поверхнями буде виділятися вторинний цементит. Тому швидкість охолодження задають таким чином, щоб на поверхні катання і поверхні гребеня вона була не меншою Еп2"С/с. 0080)
Зазначимо, що на верхнє граничне значення швидкості охолодження на поверхні катання і поверхні гребеня конкретні обмеження не накладаються. Однак, якщо швидкість охолодження на поверхні катання і поверхні гребеня є дуже високою, збільшується товщина загартованого шару, що виникає, і збільшується глибина видалення на етапі обробки різанням. Тому верхнє граничне значення швидкості охолодження на поверхні катання і поверхні гребеня переважно становить 200"С/с. Крім цього, переважно, щоб швидкість охолодження на поверхні катання і поверхні гребеня була не меншою Еп2"С/с і не меншою 5"С/с. У цьому випадку відбувається більш сильне подрібнення перліту у зовнішньому шарі, який знаходиться безпосередньо під поверхнею катання, і зовнішньому шарі гребеня, і можна отримати ще більш високу зносостійкість. 00811
Тут причиною задавання швидкості охолодження саме в діапазоні 8007 - 5007С є те, що це температурний діапазон, в якому відбувається перлітне перетворення, а також температурний діапазон, в якому виникає вторинний цементит. За швидкість охолодження в діапазоні 8007С - 500"С приймають середню швидкість охолодження ("С/с) в цьому діапазоні в кожній зоні напівфабрикату залізничного колеса. 0О82І
Швидкості охолодження на поверхні і всередині напівфабрикату будуть відрізнятися залежно від його форми (тобто, форми залізничного колеса) і способу охолодження. Зміну температури на поверхні (тобто, швидкість охолодження в кожній частині) напівфабрикату під час охолодження можна визначити з використанням приладу, який вимірює розподіл теплоти, а саме -термографічного пристрою. Таким чином, швидкість охолодження в зоні з мінімальною 60 швидкістю охолодження також можна визначити за допомогою такого приладу, що вимірює розподіл теплоти.
І0О83ЗІ
Для прикладу, зміну температури в кожній області (зоні) напівфабрикату визначають за допомогою наведеного далі способу. На Фіг. 10 наведений вигляд збоку охолоджувального пристрою 10, що використовується на етапі охолодження. Як показано на Фіг. 10, охолоджувальний пристрій 10 включає обертальний пристрій 11, що має обертовий вал і множину охолоджувальних форсунок 12-14. Згадана множина охолоджувальних форсунок 12-14 включає одну або більше форсунок 14 для охолодження поверхні катання, одну або більше форсунок 13 для охолодження частини диска і одну або більше форсунок 12 для охолодження частини маточини. Згадані одна або більше форсунок 14 для охолодження поверхні катання встановлені звичайним чином навколо обертового вала. Випускний отвір форсунки 14 для охолодження поверхні катання розташований навпроти поверхні 41 катання напівфабрикату.
Випускний отвір форсунки 14 для охолодження поверхні катання можна розташовувати навпроти поверхні гребеня 42 напівфабрикату. Згадані одна або більше форсунок 13 для охолодження частини диска встановлені таким чином, щоб випускний отвір кожної з них розташовувався навпроти поверхні частини З диски. Згадані одна або більше форсунок 12 для охолодження частини маточини встановлені таким чином, щоб випускний отвір кожної з них розташовувався навпроти поверхні частини 2 маточини. 00841
Форсунка 14 для охолодження поверхні катання розпилює охолоджувальне середовище з випускного отвору для охолодження, головним чином, поверхні 41 катання і поверхні гребеня 42 частини 4 обода. Форсунка 13 для охолодження диска розпилює охолоджувальне середовище з випускного отвору для охолодження, головним чином, частини З диска. Форсунка 12 для охолодження маточини розпилює охолоджувальне середовище з випускного отвору для охолодження, головним чином, частини 2 маточини. Форсунка 14 для охолодження поверхні катання може забезпечувати охолодження не тільки поверхні 41 катання і поверхні гребеня 42 частини 4 обода, а також охолодження щонайменше частини З диска. Форсунка 13 для охолодження частини диска може забезпечувати охолодження не тільки частини З диска, а також охолодження щонайменше частини 4 обода і/або щонайменше частини 2 маточини.
Форсунка 12 для охолодження маточини може забезпечувати охолодження не тільки частини 2 маточини, а також охолодження щонайменше частини З диска. Розташування і кількість форсунок 14 для охолодження поверхні катання, форсунок 13 для охолодження частини диска і форсунок 12 для охолодження частини маточини, показане на Фіг. 10, є зразковими і не накладають обмежень. На конструкцію охолоджувальних форсунок зі згаданої множини охолоджувальних форсунок, що входять до складу охолоджувального пристрою, конкретні обмеження не накладаються, поки на етапі охолодження вони можуть виконувати охолодження з дотриманням вказаних вище умов (А) - (С). 0085)
На вказане вище охолоджувальне середовище конкретні обмеження не накладаються, поки може бути забезпечена швидкість охолодження, придатна для отримання необхідної структури.
Прикладами охолоджувального середовища є вода, повітря, туман, пара (водяний пил) і т. п. 0086)
Крім того, охолоджувальний пристрій 10 включає один або більше термографічних пристроїв (інфрачервоних приладів для вимірювання розподілу теплоти) 20. Термографічні пристрою 20 встановлені таким чином, щоб у напівфабрикаті залізничного колеса, що встановлюється в охолоджувальний пристрій 10, можна було вимірювати температуру верхньої поверхні, нижньої поверхні, бічної поверхні цього напівфабрикату і температуру всередині нього. Розташування і кількість термографічних пристроїв 20, показане на Фіг. 10, є зразковими і не накладають обмежень. На Фіг. 10 згадану множина термографічних пристроїв 20 встановлено таким чином, щоб можна було вимірювати розподіл температури на поверхні 41 катання, поверхні гребеня 42, поверхнях частини 4 обода, відмінних від поверхні 41 катання і поверхні гребеня 42 (наприклад, на бічній поверхні обода 4), а також поверхні частини З диска і поверхонь частини 2 маточини. 00871
Для прикладу, в охолоджувальному пристрої 10 встановлений напівфабрикат-зразок (зразок, який призначений для вимірювання температури і має ті ж форму і хімічний склад, що і напівфабрикат залізничного колеса, з якого отримують реальний виріб), нагрітий до температури не нижче температури перетворення Аст. Охолоджувальне середовище розпилюють з охолоджувальних форсунок 12-14, коли напівфабрикат-зразок приводиться в 60 обертання обертальним пристроєм 11, внаслідок чого починається охолодження. Під час охолодження за допомогою згаданої множини термографічних пристроїв 20 вимірюють зміни в розподілі температури в напівфабрикаті-зразку. 0088)
Згадана множина термографічних пристроїв 20 з'єднана із засобом аналізу розподілу температури, який не показаний. Засіб аналізу розподілу температури, наприклад, включає комп'ютер і програму аналізу розподілу температури, що зберігається в пам'яті цього комп'ютера. Коли ЦП виконує програму аналізу розподілу температури, засіб аналізу розподілу температури аналізує в тривимірному вигляді зміну температури в одиницю часу в кожній зоні напівфабрикату-зразка (включаючи зону всередині нього). Засіб аналізу розподілу температури може виконувати аналіз за допомогою добре відомого способу, використовуючи добре відому програму аналізу теплопровідності, в якій застосовується метод тривимірних кінцевих елементів (ЕЕМ). 0089)
Напівфабрикат-зразок охолоджують (швидко охолоджують) до кімнатної температури, щоб визначити зміну температури в кожній його зоні. Потім на основі певної зміни температури визначають зону напівфабрикату-зразка, в якій швидкість охолодження в діапазоні 8007 - 500"7С є мінімальною (зону з мінімальною швидкістю охолодження). 0090)
Швидкість охолодження напівфабрикату-зразка регулюють З використанням охолоджувального пристрою 10 таким чином, щоб швидкість охолодження в діапазоні 8007С - 500"С, виміряна за допомогою термографічного пристрою 20 на поверхнях цього напівфабрикату-зразка, відмінних від поверхні 41 катання і поверхні гребеня 42, тобто на поверхні частини 2 маточини, поверхні частини З диска і поверхнях частини 4 обода, відмінних від поверхні 41 катання і поверхні гребеня 42, була не більше Еп1"С/с, швидкість охолодження в діапазоні 8007С - 5007С в зоні з мін мальною швидкістю охолодження, визначеною в цьому напівфабрикаті-зразку за допомогою тривимірного аналізу, була не менше Еп2"С/с, і швидкість охолодження в діапазоні 8007 - 500"С, виміряна за допомогою термографічного пристрою 20 на поверхні 41 катання і поверхні гребеня 42 цього напівфабрикату-зразка, була не менше
Еп2"С/б. Якщо говорити конкретно, швидкості охолодження регулюють шляхом регулювання
Зо витрати охолоджувального середовища, що подається в форсунку 14 для охолодження поверхні катання, форсунку 13 для охолодження частини диска і форсунку 12 для охолодження частини маточини, і шляхом вибору використовуваних охолоджувальних форсунок зі згаданої множини форсунок 14 для охолодження поверхні катання, форсунок 13 для охолодження частини диска і форсунок 12 для охолодження частини маточини, які встановлені в охолоджувальному пристрої 10. Після цього регулювання з використанням охолоджувального пристрою 10 замість охолодження напівфабрикату-зразка виконують охолодження напівфабрикату, що використовується для отримання готового виробу, який нагрітий до температури не нижче температури Аст. У переважному випадку швидкість охолодження напівфабрикату-зразка регулюють за допомогою охолоджувального пристрою 10 таким чином, щоб швидкість охолодження в діапазоні 8007 - 500"С на поверхнях, відмінних від поверхні 41 катання і поверхні гребеня 42, була не більше Еп1"С/с, швидкість охолодження в діапазоні 800"С о - 5007"С в зоні з мінімальною швидкістю охолодження, визначеною в цьому напівфабрикаті-зразку за допомогою тривимірного аналізу, була не менше Еп2"С/с, і швидкість охолодження в діапазоні 8007 - 500"С, виміряна за допомогою термографічного пристрою 20 на поверхні 41 катання і поверхні гребеня 42 цього напівфабрикату-зразка, була не менше
Еп2"С/с, не менше 5"С/с і не більше 200"С/с. 00911
Якщо на етапі охолодження задати швидкість охолодження поверхні 41 катання і поверхні гребеня 42 напівфабрикату на рівні не менше 5"С/с, в приповерхневій частині, що знаходиться безпосередньо під поверхнею 41 катання, і приповерхневій частині гребеня 42 виникає дрібнозернистий перліт. Вміст С в залізничному колесі за даним варіантом є високим і становить 0,80-1,15 95. Це дозволяє підвищити зносостійкість дрібнозернистого перліту. Крім цього, охолодження напівфабрикату таким чином, що швидкості охолодження поверхні 41 катання і поверхні гребеня 42 становлять не менше Еп2"С/с, також дозволяє не допустити виникнення вторинного цементиту на цих поверхнях. 0092
Крім цього, напівфабрикат охолоджують таким чином, щоб швидкість охолодження на поверхнях, відмінних від поверхні 41 катання і поверхні гребеня 42 (тобто на поверхні частини 2 маточини, поверхні частини З диска і поверхнях частини 4 обода, відмінних від поверхні 41 60 катання і поверхні гребеня 42), була не більше Епі"С/с5. У результаті не допускається виникнення загартованого шару на поверхнях, відмінних від поверхні 41 катання і поверхні гребеня 42. Крім цього, напівфабрикат охолоджують таким чином, щоб швидкість охолодження в зоні з мінімальною швидкістю охолодження, що знаходиться в частині 2 маточини, частини З диска або частині 4 обода, була не менше Еп2"С/с. У результаті не допускається виникнення вторинного цементиту. Тобто, на описаному вище етапі охолодження, в доповнення до поверхні 41 катання і гребеня 42, посилюють охолодження в областях, від них відмінних (в частині 2 маточини, частині З диска і на бічній поверхні частини 4 обода). Таким чином, етап охолодження виконують шляхом виконання описаних вище операцій. Після закінчення етапу охолодження температура напівфабрикату, наприклад, буде дорівнювати кімнатній (2572). Однак на температуру напівфабрикату після закінчення етапу охолодження конкретні обмеження не накладаються, і вона може бути будь-якою, але не вище 5007С.
І0093
Етап відпускання
Після етапу охолодження напівфабрикат за необхідності піддають відпусканню. Відпускання може виконуватися з використанням добре відомих температури і періоду часу. Температура відпускання не перевищує температуру Асі. Температура відпускання, наприклад, становить 400-600"7С, і час витримки при температурі відпускання, наприклад, становить 60-180 хвилин.
Але температура відпускання і час витримки не обмежуються вказаними. Відпускання можна не виконувати. 00941
Етап обробки різанням
При тому, що після процесу термічної обробки (етапу нагрівання і етапу охолодження) у зовнішньому шарі, що знаходиться безпосередньо під поверхнею 41 катання, і у зовнішньому шарі гребеня 42 напівфабрикату виникає дрібнозернистий перліт, вище нього може виникати загартований шар. При використанні залізничного колеса загартований шар характеризується поганою зносостійкістю. Тому на даному етапі загартовані шари у зовнішньому шарі, що знаходиться безпосередньо під поверхнею 41 катання, і у зовнішньому шарі гребеня 42 видаляють шляхом обробки різанням. Обробка різанням може виконуватися з використанням добре відомого способу.
Коо) 0095)
Зазначимо, що в способі виготовлення за даним варіантом загартований шар не буде виникати на поверхнях, відмінних від поверхні 41 катання і поверхні гребеня 42 (тобто поверхні частини 2 маточини, поверхні частини З диска і поверхнях частини 4 обода, відмінних від поверхні 41 катання і поверхні гребеня 42). З цієї причини в способі виготовлення залізничного колеса за даним варіантом, навіть не зважаючи на те, що виконується охолодження не тільки частини 4 обода напівфабрикату залізничного колеса, а також частини З диска і частини 2 маточини, немає необхідності обробляти різанням поверхні, відмінні від поверхні 41 катання і поверхні гребеня 42 (тобто поверхню частини 2 маточини, поверхню частини З диска і бічну поверхню частини 4 обода). 0096)
У результаті виконання описаних вище етапів отримують залізничне колесо, яке відповідає даному варіанту. Коли залізничне колесо виготовляють за допомогою способу за даним варіантом, навіть не зважаючи на те, що в цьому колесі використовується заевтектоїдна сталь, в частині З диска і частині 2 маточини не допускається виникнення вторинного цементиту, який погіршує ударну в'язкість. Крім цього, навіть не зважаючи на те, що в цьому колесі використовується заевтектоїдна сталь, можна не допустити виникнення в частині З диска і частині 2 маточини загартованого шару, який погіршує ударну в'язкість. Зазначимо, що виникнення вторинного цементиту також не допускається в частині 4 обода. 0097
Структура залізничного колеса
Далі наведена мікроструктура залізничного колеса, виготовленого за допомогою описаного вище способу. За структурою зовнішній шар, що знаходиться безпосередньо під поверхнею катання, і приповерхнева частина гребеня являють собою перліт. Кількість вторинного цементиту не перевищує 1,0 частинки на 100 мкм. Частина маточини, частина диска і частина обода, відмінна від поверхні катання і гребеня, за структурою складаються по суті з перліту.
Тобто частка площі перліту становить 95 95 або більше. Крім того, кількість вторинного цементиту не перевищує 1,0 частинки на 100 мкм. 0098)
Якщо говорити більш конкретно, в залізничному колесі із заевтектоїдної сталі, що має бо вказаний вище хімічний склад, в мікроструктурі частини маточини частка площі перліту становить 95 95 або більше, і кількість вторинного цементиту не перевищує 1,0 частинки на 100 мкм. І в мікроструктурі частини диска частка площі перліту становить 95 956 або більше, і кількість вторинного цементиту не перевищує 1,0 частинки на 100 мкм. Крім того, в мікроструктурі частини обода частка площі перліту становить 95 95 або більше, і кількість вторинного цементиту не перевищує 1,0 частинки на 100 мкм. Тут кількість вторинного цементиту визначається за формулою (А):
Кількість вторинного цементиту (частинок/100 мкм) - загальна кількість частинок вторинного цементиту, через які проходять дві діагоналі в квадратному полі зору 200х200 мкм/(5,66х100 мкм) (А)
І0099
При цьому мікроструктуру можна візуально вивчити за допомогою наведеного далі способу.
Зразок для візуального вивчення мікроструктури беруть з кожної частини (маточини, диска і обода) залізничного колеса в положенні на глибині більше 5 мм від поверхні. Поверхню кожного зразка, що вивчається, полірують до дзеркального блиску механічним способом. Після цього поверхню, що вивчається, травлять у розчині, який містить суміш пікринової кислоти і гідроксиду натрію. Після травлення отримують фотографію довільного поля зору (200х200 мкм) на поверхні, що вивчається, з використанням оптичного мікроскопа при 500-кратному збільшенні.
Наявність вторинного цементиту визначається, виходячи з того, що цей цементит, який виникає на межі зерна попереднього аустеніту, має чорний колір.
ІОТООІ
Як показано на Фіг. 11, у квадратному полі 100 зору розміром 200х200 мкм проводять дві діагоналі 101. Після цього визначають загальну кількість частинок вторинного цементиту, через які проходять ці дві діагоналі 101. Як задано виразом (А), кількість вторинного цементиту на кожні 100 мкм (частинок/100 мкм) визначають, поділивши отриману загальну кількість частинок вторинного цементиту на сумарну довжину двох діагоналей 101 (5,66х100 мкм).
ІОТО1І
Якщо кількість вторинного цементиту не перевищує 1,0 частинки на 100 мкм, вважається, що його виникнення не допускається в достатній мірі.
ІОТО2І
Зо Далі знову виконують полірування тієї ж поверхні, що вивчається, до дзеркального блиску механічним способом і після цього травлять у ніталі (розчині, що містить суміш азотної кислоти і етанолу). Після травлення отримують фотографію довільного поля зору (200х200 мкм) на поверхні, що вивчається, з використанням оптичного мікроскопа при 500-кратному збільшенні.
Ферит, бейніт, мартенсит і перліт розпізнають за тоном. Таким чином, виходячи з тону, можна визначити наявність загартованого шару і перліту на поверхні, що вивчається. Відносну площу перліту визначають, виходячи із загальної площі визначеного таким чином перліту і площі поверхні, що вивчається.
ІОТОЗІ
У залізничному колесі, виготовленому за допомогою описаного вище способу, частина обода, включаючи поверхню катання і гребінь, в якій частка площі перліту становить 95 95 або більше, по суті складається з перліту. | кількість вторинного цементиту не перевищує 1,0 частинки на 100 мкм. Тому це залізничне колесо має чудову зносостійкість. Крім того, в залізничному колесі частина маточини, частина диска і частина обода, відмінна від поверхні катання і гребеня, по суті складаються з перліту. Крім цього, в частині маточини, частині диска і частині обода, відмінній від поверхні катання і гребеня, кількість вторинного цементиту не перевищує 1,0 частинки на 100 мкм. Таким чином, залізничне колесо, яке відповідає даному варіанту, має чудову ударну в'язкість, навіть не зважаючи на те, що воно має хімічний склад, що відповідає заевтектоїдній сталі.
ІОТО41
Зазначимо, що безпосередньо після етапу охолодження, як описано вище, залізничне колесо може мати загартований шар у зовнішньому шарі, який знаходиться безпосередньо під поверхнею катання, і зовнішньому шарі гребеня частини обода. Однак, перед використанням залізничного колеса цей загартований шар видаляють шляхом описаної вище обробки різанням. У результаті мікроструктура на поверхні катання і поверхні гребеня по суті складається з перліту.
Приклад 1
ІО1О5І
Були отримані розплавлені Сталі МоМо 1-18, які мають хімічний склад, вказаний в Таблиці 3.
ІО1О6)
Таблиця З
Сталь| Хімічнийсклад(мас.9с,інше-Реідомішки) | Темпера- ! бе єрво м АТМ слу радо вм |вла| Примітка 1 1084| 030 | 081 |0о01|0002|0,03210,0038| 0,00 |0,00 768 /24,810,5| Винахід 2 Щ1093| 029 | 0,80 |0001|0,002|0,03210.0042| 0,00 |0,00 802 /21,710,6| Винахід з |00| 030 | 0,80 |000110.002|0,03410.0040| 0,00 |0,00 828 18,8) 1,2| Винахід 4 091030 | 0,79 |0.0011|0.002|0,03610.0040| 0,00 |0,00 860 /16.016.1| Винахід 1.02| 005081 |0.002|0,001|0,031Щ|0,0042| 0,00 10,00 829 )|26,8|1,3| Винахід 6 Щ|103| 089 | 0,80 |0001|0,002|0,03610.0040| 0,00 |0,00 854 /5,7|5,2| Винахід 7 |104| 0291040 |0002|0,001Щ|0,03010,0056| 0,00 |0,00 842 /26,22,0| Винахід 8 02 031 | 123 |0,002|0.001Щ|0,03010.0058| 000 |0,00 836 11,5 1.9 | Винахід 9 Щ|051029 | 0,79 |0001Щ0.001Щ|0,03310.0030| 0.11 |0,00 853 13,6 3,4| Винахід ло 71.03 029 | 0,78 |0.001|10,00110,034|0,0034| 0,21 10,00 852 2 |11,0|2,7| Винахід лі |1о2| 028 | 0,79 |000110,001Щ|0,03310,0036| 0,51 |0,00 868 /4,5|42| Винахід 712 |103| 029 | 0,79 |000110,001Щ|0,06310,0041| 0,00 |0,00 838 17,31 1,4| Винахід 713 103 029 | 0,80 |0бо01|0.001|1010010.0044| 0,00 |0,00 836 15.91 1.0| Винахід 14 171.03 029 | 0,80 |0.001|0,001|0,20010,0046| 0,00 10,00 832 )|13,010,6| Винахід 715 |100| 029 | 0,81 |0бо01|0,002|0,30010,0034| 0,00 |0,00) 817 /11,010,5| Винахід 716 |ї00| 030 | 080 |0о01|0,002|0,61010,0034| 0,00 |0,00) 804 /4,9|0,5| Винахід 717 |ї0о3| 029 | 0,80 |0,002|0.001Щ|0,02910.0048| 0,00 (0.03. 843 13,41 1,7 | Винахід і л18 |03| 029 | 0,80 |0,002|0.001 |0,026Щ10.0047| 0,00 |0.09І 842 |6,6)|15)| Винахід
ІО1О71 5 За допомогою процесу лиття злитків із використанням вказаної вище розплавленої сталі був виготовлений округлий злиток (у формі усіченого конуса з діаметром верхньої поверхні 107 мм, діаметром нижньої поверхні 97 мм і висотою 230 мм). Після нагрівання до 12507 злиток був підданий гарячому куванню в діапазоні температур 850-11007С для отримання круглого стрижня для залізничного колеса, який має діаметр 40 мм.
ІО1О8)І
Випробування на торцеве загартування за Джоміні
З круглого стрижня діаметром 40 мм з кожної Сталі МоМо 1-18 був виготовлений зразок для випробування за Джоміні з діаметром 25 мм і висотою 100 мм. Якщо говорити конкретно, шляхом токарної обробки круглий стрижень діаметром 40 мм був перетворений у круглий стрижень діаметром 25 мм. Після цього круглий стрижень був обрізаний до довжини 100 мм, щоб отримати зразок для випробування за Джоміні.
ІОТО9І
З використанням зразка для випробування за Джоміні відповідно до стандарту 915 (50561 (2011) було проведене випробування на торцеве загартування за Джоміні для імітації процесу термічної обробки (етап нагрівання і етап охолодження), що входить до складу процесу виготовлення залізничного колеса. Якщо говорити конкретно, зразок для випробування за
Джоміні витримувався в атмосфері печі при температурі 950"С, яка не нижче температури Аст, протягом 30 хвилин, внаслідок чого структура цього зразка почала складатися з однієї аустенітної фази. Після цього було виконане загартування торця (водяне охолодження). Якщо говорити конкретно, для охолодження одного торця зразка для випробування за Джоміні розпилювалася вода. Після водяного охолодження бічна поверхня зразка для випробування за
Джоміні була механічно відполірована, і відповідно до стандарту 915 7 2245 (2011) в осьовому напрямку була виміряна твердість за шкалою С Роквелла (НЕС), починаючи від згаданого торця (водоохолодженого торця) і з постійним інтервалом, щоб отримати розподіл твердості.
Зо Вимірювання твердості за шкалою С Роквелла виконувалося з кроком 1,0 мм від водоохолодженого торця до точки, що знаходиться на відстані 15 мм від цього торця, і з кроком 2,5 мм після цієї точки.
ІО110І
На Фіг. 12 для прикладу наведений один отриманий розподіл твердості за шкалою С
Роквелла. На Фіг. 12 показані результати для Сталей МоМо 1-4. Як можна бачити на Фіг. 12, починаючи від твердості на водоохолодженому торці випробувального зразка, крива Джоміні розділяється на дві області - область А, в якій твердість швидко знижується зі збільшенням відстані від водоохолодженого торця, і область В, яка знаходиться далі від цього торця порівняно з областю А, і в якій зі збільшенням відстані від цього торця твердість знижується більш поступово, ніж в області А. В результаті візуального вивчення структури було виявлено,
що область А - це загартований шар, що складається з мартенситу і/або бейніту. Область В складалася по суті з перліту. На основі розподілу твердості за шкалою С Роквелла, наведеного на Фіг. 12, була визначена глибина загартованого шару.
ІО111І
Візуальне вивчення мікроструктури
Візуальне вивчення мікроструктури на всіх відстанях від водоохолодженого торця виконувалося наведеним далі способом. Як поверхня, що вивчається, була вибрана зона бічної поверхні зразка для випробування за Джоміні, в окремих точках якої проводилося вимірювання твердості за шкалою С Роквелла, поверхня, що вивчається, була відполірована до дзеркального блиску механічним способом, після чого була протравлена з використанням розчину, який містить суміш пікринової кислоти і гідроксиду натрію. Після травлення з використанням оптичного мікроскопа при 500-кратному збільшенні була отримана фотографія довільного поля зору (200х200 мкм) на поверхні, що вивчається. Наявність вторинного цементиту можна було визначити, виходячи з того, що цей цементит, який виникає на межі зерна попереднього аустеніту, має чорний колір на поверхні, що вивчається.
ІО112І
Як показано на Фіг. 11, в квадратному полі 100 зору розміром 200х200 мкм були проведені дві діагоналі 101. Після цього була визначена кількість частинок вторинного цементиту, через які проходять ці дві діагоналі 101. Кількість вторинного цементиту на кожні 100 мкм (частинок/100 мкм) була визначена шляхом ділення отриманої кількості частинок вторинного цементиту на сумарну довжину двох діагоналей 101 (5,66 х100 мкм). Тобто, кількість вторинного цементиту була визначена відповідно до Виразу (А).
ІО11ЗІ
Якщо кількість вторинного цементиту не перевищувала 1,0 частинки на 100 мкм, вважалося, що його виникнення не допускається. Числові значення, наведені в Таблиці 4 для відповідних відстаней від водоохолодженого торця для кожної сталі, - це кількість вторинного цементиту (частинок/100 мкм). Наприклад, значення 0,5 при швидкості охолодження 13,1"С/с (відстань 13 мм від водоохолодженого торця) для Випробування Мо 4, означає, що у випробувальному зразку з Випробування Мо 4 кількість вторинного цементиту в точці, що знаходиться на відстані
Зо 13 мм від водоохолодженого торця, що вимірюється в осьовому напрямку, становила 0,5 частинки на 100 мкм.
ІО1141
Таблиця 4
Гдиня « ВНВООВУВАННЯ НА ЗО ЗНТУ ЗВ ДЖОМІН 020
Рооібєшеьній 000 нн шшшшшшши ШО о !
Я ї лорцю, мя 611111 ШЕ ЕН ПОЛЕ МОН и МИ НИ і : і : ни КлЕлКлКЛКЯЕ: Бк ою Не ши ссссссша 0 КНИШ И З ник клин 00000 ЗБИВ
Ов вію В М ОВ ВГ я 33 68133) Вика
БВ мів є ев его со 9 015 510110: м 132 51132) Венхів
ВВ ВВІВ в пп ВВ мо ті 29| Вкеимя
РЕ во вв Ів Во о 01303 екохід
Ом в в» в жів жів ж 0 01 413 13113 із ЗЖкІЗ5 5143) Венакія ові іі І 51533 Вина о ов кю юю зі В пні вир мишеня 000000 ННЕННИОИЙ ро пре увівівів а вів то ІМ ОО пОтоссосИ рос сві. вал) Внохи 1 а Ге ев о в ів а вів о оо ро вва в ря. вв іїх| Вювхя
ІО115І
Далі було знову виконано полірування тієї ж поверхні, що вивчається, до дзеркального блиску механічним способом і після цього було виконано травлення в ніталі (розчині, що містить суміш азотної кислоти й етанолу). Після травлення була отримана фотографія довільного поля зору (200х200 мкм) на поверхні, що вивчається, з використанням оптичного мікроскопа при 500-
кратному збільшенні. Ферит, бейніт, мартенсит і перліт розрізнюються за тоном. У результаті, виходячи з тону, була визначена наявність загартованого шару і перліту на поверхні, що вивчається. Частка площі перліту була визначена, виходячи із загальної площі визначеного таким чином перліту і площі поверхні, що вивчається.
ІО116Ї
Зазначимо, що отриманий шляхом проведення експерименту зв'язок між відстанню від водоохолодженого торця і часом охолодження від 800"С до 500"С під час випробування на торцеве загартування за Джоміні наведений у літературному джерелі (ГЕ. Умемег еї аї., 7иг Егаде дег М/агптеренапаїшнпод дег еїаніе ашї Стппа інгег 7ей-Тетрегаїш-туапанпаз-5спацбіїдетг, еїані и Еіївеп, 74 (1954), рр. 749-761). На основі даних з цього джерела відстань від водоохолодженого торця була перетворена в середню швидкість охолодження в діапазоні від 800"С до 500"С в кожній точці. Швидкість охолодження водою, що відповідає відстані від водоохолодженого торця, наведена в Таблиці 4.
ІО1171
Випробування Еогтавіег
З використанням описаного вище зразка для випробування за Джоміні було виконане випробування на безперервне охолодження з низькою швидкістю, яка не може бути відтворена при випробуванні на торцеве загартування за Джоміні. Для термічної обробки використовувався пристрій для випробування Еоптабхіег, що виготовляється Еції ЕІесігопіс Іпаивігіаї Со., Це. З круглого стрижня діаметром з кожної Сталі МоМо 1-18 був отриманий один випробувальний зразок з діаметром З мм і завдовжки 10 мм. Випробувальний зразок витримувався при 9507 протягом 5 хвилин. Після цього випробувальний зразок охолоджувався з постійною швидкістю охолодження, що становила 1,0"С/с. Після охолодження за допомогою описаного вище способу була обчислена кількість вторинного цементиту (частинок/100 мкм) у випробувальному зразку.
ІО118)І
Для сталі, в якій не була підтверджена наявність вторинного цементиту при швидкості охолодження 1,0"С/с, додатково виконувалося випробування на термічну обробку з безперервним охолодженням зі швидкістю 0,17С/с, і за допомогою того ж описаного вище способу визначалася кількість вторинного цементиту.
Коо) ІО119І
Результати
Результати наведені в Таблиці 4. У цій таблиці символ Фо стовпці конкретної відстані від водоохолодженого торця вказує, що структурою ча цій відстані був загартований шар (мартенсит і/або бейніт). Крім цього, символ о у стовпці конкретної відстані від водоохолодженого торця вказує, що на цій відстані структура складалася по суті з перліту (частка площі перліту становила 95 95 або більше), була підтверджена відсутність мартенситу або бейніту, а також була підтверджена відсутність вторинного цементиту. Числове значення в стовпці конкретної відстані від водоохолодженого торця вказує, що структура складалася по суті з перліту (частка площі перліту становила 95 95 або більше), і являє собою кількість частинок вторинного цементиту на 100 мкм на цій відстані. Крім цього, в Таблиці 4 для кожної сталі діапазон, в якому швидкість охолодження ("С/с) не перевищує Еп1, задане виразом (1), і становить не менше Еп2, що визначається виразом (2), залитий сірим кольором. Як видно з
Таблиці 4, в діапазоні швидкості охолодження, залитому сірим кольором, загартований шар не виникав, і кількість вторинного цементиту не перевищувала 1,0 частинки на 100 мкм.
ІО120І
Як видно з Таблиць З і 4, коли швидкість охолодження була не менше Епа2 в будь-якій сталі, кількість вторинного цементиту не перевищувала 1,0 частинки на 100 мкм, навіть якщо ця сталь являла собою заевтектоїдну сталь, що має вміст С на рівні 0,80-1,15 95, тобто, виникнення вторинного цементиту не допускалося. Тому можна було чекати забезпечення достатньої ударної в'язкості залізничного колеса. Крім того, якщо швидкість охолодження не перевищувала
Епт, не допускалося виникнення загартованого шару. Тому можна було чекати забезпечення достатньої ударної в'язкості залізничного колеса. Таким чином, було виявлено, що у випадку, якщо напівфабрикат охолоджують таким чином, що швидкість охолодження в діапазоні 8002С - 500"С на його поверхнях, відмінних від поверхні катання і поверхні гребеня, тобто, на поверхні маточини, поверхні диска і бічної поверхні обода (поверхні обода, відмінної від поверхні катання і поверхні гребеня), становить не більше Еп1"С/с, в тій зоні напівфабрикату, де швидкість охолодження в діапазоні 8007 - 500"7С є мінімальною, тобто в тій зоні всередині маточини, диска і обода, де швидкість охолодження є мінімальною (далі називається "зоною з мінімальною швидкістю охолодження"), вона становить не менше Еп2г"С/с, і швидкість бо охолодження в діапазоні 800"С - 500"С на поверхні катання і поверхні гребеня цього напівфабрикату становить не менше Еп2"С/с, у виготовленому залізничному колесі частка площі перліту буде становити 95 95 або більше в маточині, диску і ободі, і кількість вторинного цементиту не буде більше 1,0 частинки на 100 мкм, і можна не допустити виникнення загартованого шару на поверхнях маточини і диска.
Приклад 2 (01211
З використанням круглого стрижня діаметром 40 мм зі Сталі Мо 9, наведеної в Таблиці 3, був вивчений зв'язок між кількістю вторинного цементиту і ударною в'язкістю за Шарпі (Дж/см3).
Чотири круглі стрижні зі Сталі Мо 9 були витримані при 9507С протягом 30 хвилин, після чого були охолоджені зі швидкістю, вказаною в Таблиці 5. Швидкість охолодження задавали, виконуючи занурення круглого стрижня в соляну ванну, що має різну температуру. (01221
Таблиця 5
Швидкість Кількість вторинного б.
Ударна в'язкість за "б/с частинок/100 мкм '
ІО123І
Візуальне вивчення мікроструктури
Після охолодження із середньої частини круглого стрижня з кожним номером випробування (з 9-1 по 9-4) був взятий зразок для візуального вивчення мікроструктури. Поверхня зразка, що вивчається, являла собою площину, перпендикулярну до осі круглого стрижня. Поверхня, що вивчається, була відполірована до дзеркального блиску механічним способом, після чого була протравлена в розчині, який містить суміш пікринової кислоти і гідроксиду натрію. Після травлення була отримана фотографія довільного поля зору (200х200 мкм) на поверхні, що вивчається з використанням оптичного мікроскопа при 500-кратному збільшенні. Наявність вторинного цементиту можна було визначити, виходячи з того, що цей цементит, який виникає на межі зерна попереднього аустеніту, має чорний колір на поверхні, що вивчається. Крім цього, за допомогою того ж способу, що і в Прикладі 1, була визначена частка площі перліту. У результаті у всіх випробуваннях частка площі перліту становила 95 95 або більше. (О1241
Як показано на Фіг. 11, в квадратному полі 100 зору розміром 200х200 мкм були проведені
Зо дві діагоналі 101. Після цього була визначена загальна кількість частинок вторинного цементиту, через які проходять ці дві діагоналі 101. Кількість вторинного цементиту на кожні 100 мкм (частинок/100 мкм) була визначена шляхом розподілу отриманої загальної кількості частинок вторинного цементиту на сумарну довжину двох діагоналей 101 (5,66х100 мкм). Тобто, кількість вторинного цементиту була визначена відповідно до Виразу (А).
ІО125І
Випробування на ударну в'язкість за Шарпі
З круглого стрижня з кожного випробування (з 9-1 по 9-4) був отриманий зразок для випробування на ударну в'язкість за Шарпі (10х10х55 мм). Вісь зразка для випробування на ударну в'язкість за Шарпі співпадала з віссю круглого стрижня. З використанням зразків для випробування на ударну в'язкість за Шарпі відповідно до стандарту УІ5 27 2242 (2005) при кімнатній температурі (25"С) було проведене випробування на ударну в'язкість за Шарпі.
ІО126І
Результати випробування
Результати випробування наведені в Таблиці 5. Як видно з Таблиці 5, коли швидкість охолодження була не менше Еп2 (3,4) (Сталь Мо 9-1), кількість вторинного цементиту не перевищувала 1,0 частинки на 100 мкм. З цієї причини ударна в'язкість за Шарпі була високою і становила не менше 20,0 Дж/см7, тобто, забезпечувалася достатня ударна в'язкість. З іншого боку, коли швидкість охолодження була меншою РЕп2 (Сталі з номерами з 9-2 по 9-4), ударна в'язкість за Шарпі була низькою і становила менше 20,0 Дж/см-. (О1271
Вище були розглянуті варіанти реалізації даного винаходу. Однак розглянуті вище варіанти є лише прикладами реалізації даного винаходу на практиці. Таким чином, даний винахід не обмежується розглянутими вище варіантами і може бути реалізований на практиці шляхом придатної модифікації даних варіантів в межах суті цього винаходу.
Список посилальних позначень
ІО128І 1 Залізничне колесо 2 Частина маточини
З Частина диска 4 Частина обода 10 Охолоджувальний пристрій
Claims (5)
1. Спосіб виготовлення залізничного колеса, який включає: - етап нагрівання, на якому нагрівають напівфабрикат залізничного колеса до температури не нижче температури Аст перетворення, причому: напівфабрикат має наступний хімічний склад, що складається 3, у мас. 9б: 0,680-1,15 С, 1,00 або менше 51, 0,10-1,25 Мп, 0,050 або менше Р, 0,030 або менше 5, 0,025-0,650 АЇ, 0,0030-0,0200 М, 0-0,60 Ст, 0-о0л2г, решта - Ее і домішки, і має: - частину маточини, Зо - частину обода, що включає поверхню катання і гребінь, і - частину диска, розташовану між частиною маточини і частиною обода; і - етап охолодження, на якому охолоджують нагрітий напівфабрикат, причому: на етапі охолодження напівфабрикат охолоджують таким чином, що: швидкість охолодження в діапазоні 800-500 "С на поверхні напівфабрикату, відмінній від поверхні катання і поверхні гребеня, становить не більше Еп1 "С/с, що визначається виразом (1); швидкість охолодження в діапазоні 800-500 "С в тій області, в якій швидкість охолодження є мінімальною в згаданому напівфабрикаті, становить не менше Еп2 "С/с, що визначається виразом (2), і швидкість охолодження в діапазоні 800-500 "С на поверхні катання і поверхні гребеня згаданого напівфабрикату становить не менше Рп2 "С/с: Еп1--5,0--ехр(5,651-1,427х0-1,280х51-0,7723хМп-1,815хО1-1,519хАЇІ-7,798хМ), (1) Еп2-0,515--ехр(-24,816-24,121хС--41,210х5140,529хМпж2,458хСт-15,116хАІ-5,116х), (2) причому кожний символ елемента у виразах (1) і (2) показує вміст відповідного елемента в мас.
Фо.
2. Спосіб за п. 1, в якому додатково на етапі охолодження напівфабрикат охолоджують таким чином, що швидкість охолодження в діапазоні 800-500 "С на поверхні катання і гребеня становить не менше Еп2 "С/с і не менше ніж 5 "С/с, і не більше ніж 200 "С/с.
3. Спосіб за п. 1 або п. 2, в якому хімічний склад містить один або кілька елементів, вибраних з групи, що складається з: 0,02-0,60 95 Сгі 0,02-0,12 Фо М.
4. Залізничне колесо, яке включає хімічний склад, що складається 3, у мас. 90: 0,680-1,15 С, 1,00 або менше 51, 0,10-1,25 Мп, 0,050 або менше Р, 0,030 або менше 5, 0,025-0,650 АЇ, бо 0,0030-0,0200 М,
0-0,60 Ст, 0-о0л12г М, решта - Ре і домішки, причому залізничне колесо має - частину маточини, - частину обода, що включає поверхню катання і гребінь, і - частину диска, розташовану між частиною маточини і частиною обода, причому: в мікроструктурі частини маточини частка площі перліту становить 95 95 або більше, і кількість вторинного цементиту, визначена за формулою (А), не перевищує 1,0 частинки на 100 мкм, в мікроструктурі частини диска частка площі перліту становить 95 95 або більше, і кількість вторинного цементиту, визначена за формулою (А), не перевищує 1,0 частинки на 100 мкм, і в мікроструктурі частини обода частка площі перліту становить 95 95 або більше, і кількість вторинного цементиту, визначена за формулою (А), не перевищує 1,0 частинки на 100 мкм: кількість вторинного цементиту (частинок/100 мкм) - загальна кількість частинок вторинного цементиту, через які проходять дві діагоналі в квадратному полі зору 200х200 мкм/5,66х100 МКМ) (А).
5. Залізничне колесо за п. 4, в якому хімічний склад включає один або кілька елементів, вибраних з групи, що складається з: 0,02-0,60 95 Сг і 0,02-0,12 95 М. 1 2 я я іта і й у тету й руля та ний а ур ще
Фіг. 1 С: звевтектоїдні сталі з різним вмістом У ії мизьким вмістом 5 А :заєвтектоїдні сталі з візним вмістом У і високим вмістом ві о :загвтектоїдні сталі, які не містять МУ
0.0920 Е Оз г ІФ; Ф 220 щ 24 по 0015 0-Х в - ре АД ро є -
т . т 28 - о їх х 26 т З оз Е гуй й о0ю Й щ . іо 0005 КК 350 400 Твердість колеса, НУ
Фіг. 2 ит ж 100 я---- й АХ ; і І | ЩО І денннню | Готоо срУЛОЮ їі 14 і ї і ї 4 у х хи 200 нення Ф оя- 0200 Мо 1 у | у
Фіг. З 100 з шк ж ' " и ше --- Фзагартованнійї шар т | но . по О:без ввділення х ча З ши: що Ку син ж виділення я 1. Бренфуфдр ру ув ш Виділення о вторивмого е цементиту й Е пі вин Хооохссіоонососх одооооефіеоососся 5 ; кі ої і 07 бе 09 1 11 15 Вміст С.мас. бо
Фіг. 4
ПРИТ ОБ С МО є і З Ша НИ в загартований щар їЗ ще загиркоя ! й 40. боса ооо дафосон О:бся виділення в ; х виділення ш з М п З : Вилілення
Га. вторинного і цементиту й КУ Й, і дон нн х й а щш
0.01. Клннньнй : В) 0.3 0.65 а Вміст Бі, мас. 9
Фіг. 5 ПРИ 5 100 я : ! ; не | пики | Фзагартований шар ОО ма и | ту. - і: Шк О:без виділення ш і Я у і | ж :видідення о і ! ( а Е ! Ре й Се) ! Виділення вторинного ка пементиту 8 ! Й о» НЯ 1 їх кн в Е ! іс ! ! Е Е Ї 2» Е щ п 02 0405081 12 Еміст Ми, мас. бо
Фіг. 6
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017070847 | 2017-03-31 | ||
| JP2018014271 | 2018-01-31 | ||
| PCT/JP2018/013538 WO2018181862A1 (ja) | 2017-03-31 | 2018-03-30 | 鉄道車輪の製造方法及び鉄道車輪 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA123978C2 true UA123978C2 (uk) | 2021-06-30 |
Family
ID=63677901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA201910732A UA123978C2 (uk) | 2017-03-31 | 2018-03-30 | Спосіб виготовлення залізничного колеса і залізничне колесо |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11761053B2 (uk) |
| EP (1) | EP3608429A4 (uk) |
| JP (1) | JP6485604B2 (uk) |
| CN (1) | CN110462069B (uk) |
| AU (1) | AU2018246551B9 (uk) |
| BR (1) | BR112019020038A2 (uk) |
| CA (1) | CA3057052A1 (uk) |
| UA (1) | UA123978C2 (uk) |
| WO (1) | WO2018181862A1 (uk) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112771191A (zh) * | 2018-09-28 | 2021-05-07 | 日本制铁株式会社 | 铁路车轮 |
| WO2020067506A1 (ja) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | 日本製鉄株式会社 | 鉄道車輪 |
| JP7332886B2 (ja) | 2019-10-11 | 2023-08-24 | 日本製鉄株式会社 | 鉄道車輪 |
| CN115349025A (zh) * | 2020-03-26 | 2022-11-15 | 日本制铁株式会社 | 铁路车轮 |
| AU2022367982A1 (en) * | 2021-10-14 | 2024-04-11 | Nippon Steel Corporation | Railroad wheel |
| CN115323124B (zh) * | 2022-08-17 | 2023-06-16 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种利用淬火余热回火的车轮生产方法、一种车轮 |
| CN115572902B (zh) * | 2022-09-30 | 2023-08-22 | 吉林建龙钢铁有限责任公司 | 一种一体化车轮毂用钢及其制备方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3154441A (en) * | 1962-04-20 | 1964-10-27 | United States Steel Corp | Method of heat-treating railroad wheels |
| GB1247569A (en) * | 1969-12-18 | 1971-09-22 | Inst Chernoi Metallurgii | Method of hardening railway wheels |
| JP3516189B2 (ja) | 1996-01-23 | 2004-04-05 | 住友金属工業株式会社 | 耐摩耗性および耐熱亀裂性に優れた鉄道車両用車輪およびその製造方法 |
| ES2239998T3 (es) * | 2000-12-15 | 2005-10-16 | Aft Advanced Forging Technologies Gmbh | Procedimiento para refrigerar y tratar cuerpos calentados con simetria de rotacion, a partir de materiales metalicos como acero o aleaciones de acero y dispositivo para ejecutar el procedimiento. |
| EP1493831A4 (en) | 2002-04-05 | 2006-12-06 | Nippon Steel Corp | PERLITE-BASED RAIL HAVING EXCELLENT WEAR RESISTANCE AND EXCELLENT DUCTILITY AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME |
| JP2004315928A (ja) * | 2003-04-18 | 2004-11-11 | Nippon Steel Corp | 耐摩耗性および耐熱き裂性に優れた高炭素鉄道車両用車輪 |
| JP5494433B2 (ja) * | 2010-11-18 | 2014-05-14 | 新日鐵住金株式会社 | 車輪用鋼 |
| JP5761116B2 (ja) * | 2012-04-27 | 2015-08-12 | 新日鐵住金株式会社 | 車輪用鋼 |
| WO2015190088A1 (ja) * | 2014-06-11 | 2015-12-17 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 鉄道車両用車輪および鉄道車両用車輪の製造方法 |
| CN106521315B (zh) * | 2016-11-10 | 2018-06-19 | 钢铁研究总院 | 一种高强度高韧性重载列车车轮用钢及其热处理方法 |
| CN106521343B (zh) * | 2016-11-10 | 2018-03-27 | 钢铁研究总院 | 一种超高强度铝合金化超高碳车轮用钢及其热处理方法 |
-
2018
- 2018-03-30 CA CA3057052A patent/CA3057052A1/en not_active Abandoned
- 2018-03-30 BR BR112019020038A patent/BR112019020038A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2018-03-30 WO PCT/JP2018/013538 patent/WO2018181862A1/ja active Application Filing
- 2018-03-30 EP EP18776955.9A patent/EP3608429A4/en active Pending
- 2018-03-30 AU AU2018246551A patent/AU2018246551B9/en active Active
- 2018-03-30 JP JP2018547493A patent/JP6485604B2/ja active Active
- 2018-03-30 US US16/493,608 patent/US11761053B2/en active Active
- 2018-03-30 UA UAA201910732A patent/UA123978C2/uk unknown
- 2018-03-30 CN CN201880022286.XA patent/CN110462069B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110462069A (zh) | 2019-11-15 |
| US11761053B2 (en) | 2023-09-19 |
| AU2018246551B2 (en) | 2021-08-12 |
| CN110462069B (zh) | 2021-06-25 |
| US20200102623A1 (en) | 2020-04-02 |
| WO2018181862A1 (ja) | 2018-10-04 |
| BR112019020038A2 (pt) | 2020-04-28 |
| JPWO2018181862A1 (ja) | 2019-04-11 |
| AU2018246551B9 (en) | 2022-02-10 |
| EP3608429A1 (en) | 2020-02-12 |
| AU2018246551A1 (en) | 2019-10-24 |
| JP6485604B2 (ja) | 2019-03-20 |
| CA3057052A1 (en) | 2018-10-04 |
| EP3608429A4 (en) | 2020-09-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| UA123978C2 (uk) | Спосіб виготовлення залізничного колеса і залізничне колесо | |
| Park et al. | Composition, microstructure, hardness, and wear properties of high-speed steel rolls | |
| CN105899697B (zh) | 渗碳钢部件的制造方法和渗碳钢部件 | |
| JP6443606B1 (ja) | 鉄道車輪 | |
| CN104884645B (zh) | 制造高强度起重机钢轨的方法 | |
| KR20010112920A (ko) | 고탄소 강판 및 그 제조방법 | |
| JP6773254B2 (ja) | 鉄道車輪 | |
| CN103797144A (zh) | 热锻用轧制棒钢或线材 | |
| Wang et al. | A novel route to improve the fatigue properties of aviation M50 steel via tailoring the bainite content and cold deformation | |
| JP6737427B1 (ja) | 鉄道車輪 | |
| JP2007113027A (ja) | 鋼の熱処理方法、転がり支持装置の製造方法、転がり支持装置 | |
| JP6226082B2 (ja) | 伸線加工性および伸線加工後のコイル成形性に優れた軸受用鋼線材 | |
| CN113684356B (zh) | 一种通过控制冷却速度消除齿轮钢中带状组织的方法 | |
| Yudin et al. | A study of the microstructure of bainite in steel 25G2S2N2MA by the method of atomic force microscopy | |
| RU2522872C2 (ru) | Способ азотирования деталей машин с получением наноструктурированного приповерхностного слоя и состав слоя | |
| CN109154042A (zh) | 热锻品 | |
| EA041988B1 (ru) | Способ изготовления железнодорожного колеса и железнодорожное колесо | |
| CN113646448B (zh) | 钢轴部件 | |
| Stalinskii et al. | Topography of the surface and subsurface layers of grinding balls operating in dry and wet grinding modes | |
| US20240150878A1 (en) | Steel material | |
| JP2017061746A (ja) | 鋼材及び摺動部品、並びに鋼材の製造方法 | |
| Toleuova et al. | Optimization of crane wheels operation | |
| Cui et al. | Spray forming of homogeneous bearing steel of minimized distortion potential |