Способ термической обработки рельсов
Патент 722258
Авторы
Способ термической обработки рельсов
Иллюстрации
Реферат
Союз Севетскик
Социалистических
Реслублик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
<"> 722258
К АВТОУСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свмд-ву— (22) Заявлено 290678 (2! ) 2634917/22-02 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет—
Опубликовано 07,10.81. Бюллетень Hо 37
Дата опубликования описания 0710.81 (53)М. Кл.з
С 21 0 9/04
С 21 О 1/78
Государственний комитет
СССР по делам изобретений н открмтнй (53) УДК 621.785 °.9:621.771 (088.8) В.В.Лепорский, A.Ï.Áàáè÷, Д.С.Казарновский,В.Е.Сапожков, A.Н.3аннес, В.Л.Барбаров, Е..А.Верешага, В.Л.Мирошников и Л.Я.Шнаперман (72) Авторы изобретения (71) Заявитель
Украинский научно-исследовательский институт металлов.а
1 и (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОИ ОБРАБОТКИ РЕЛЬСОВ
Известен способ термической обработки рельсов, заключающийся в предварительном объемном нагреве до 500550оС в проходной печи, после чего с этой температуры головку нагревают ТВЧ до температуры закалки, охлаждают до 500оС и затем производят охлаждение всего рельса на воздухе (1) .
В этом способе предварительный нагрев рельсов до 500-550 С производится с целью уменьшения остаточных напряжений по всему проФилю рельса, а не для подготовки структуры металла к последующей повторной закалке с нагрева ТВЧ. !5
Известен также способ термичесКой обработки рельсов, включающий объемную закалку в масле, последующий отпуск при 600 - 650 С на структуру сорбит, механическую об- 20 работку рельсов, соединение их в неп рерывную нить, упругий изгиб для предовращения коробления при закалке, нагрев рабочей головки ТВЧ, охлаждение с определенной скоростью и пов.торный отпуск или . самоотпуск 2) .
Недостатком известного способа является низкая температура закалки (840-850 С), которая не обеспечивает растворения смежных карбидов. 30
Кроме того, после предварительной обработки рельсы искрнвляются в вертикальной плоскости.
Цель изобретения — повышение контактной усталостной и конструктивной прочности рельсов.
Это достигается тем, что в известном способе, включающем объемную и последующую поверхностную закалку в упруго напряженном состоянии, после объемного нагрева рельсы охлаждают со скоростью 3-8 град/с до 500-550 С, после чего осуществляют ступенчатый отжиг на мелкозернистый перлит в инверторе температур Ac„ 100-200 С, Ac +10-30оС и Ас1 130-150оC с выдерж-., кой соответственйо 1, 2-4 и 1-2 ч, а повторную закалку с поверхностного нагрева ТВЧ производят с возрастающей скоростью охлаждения, которую уменьшают в конце температурного интервала закалки (550-530 С)Повторную закалку с поверхностного нагрева ТВЧ производят со следующими скоростями
Т1 от 890-870 до 780-760 C V< 5-10 град/с
p 2 от 780-760 до 680- 660 С V<10-18 ????????>
Т> от 680-660 до 550-530 С V> 12-25 градус
Т от 550-530 до 450-420 С Ч48-16 град/е
722258
Формула изобретения
Составитель Ляпунов
Редактор Л.Письман Техред Л.Пекарь Корректор О.ьилак
Заказ 8667/51 Тираж 621 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва,Ж-35, Раушская наб.,д.4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная,4
Скорость нагрева и охлаждения рельсов в печи составляет 30-80 град/ч.
С целью уменьшения напряжений рельсы охлаждают с печью до 550-500оС.
Пример осуществления способа.
В камерной печи с выдвижным подом рельс 12,5 м длины иэ стали 70ХГС нагревайт до 930оС, выдерживают 1 ч, затем подину печи выкатывают и рельс охлаждают со скоростью б град/с при помощи обдува вентилятором до 500pC .
С этой температуры рельс загружают в другую рядом расположенную камерную . печь нагретую до 500оC для проведения ступенчатого отжига при температурах 600, 720 и 600 С с выдержкой соответственно 1,3 и 1 ч. Нагрев до верхней температуры ступенчатого отжига проводят со скоростью 60 град/ч, а охлаждение — 30 град/ч . Охлаждение рельса проводят до 500оС, после чего его охлаждают на воздухе.
После предварительной обработки рельс подвергают повторной поверх-, ностйой закалке с нагрева ТВЧ на твер дость НВ-400-415. Головку рельса нагревают ТВЧ до 940оС,при этом скорость перемещения рельса в закалочном агрегате составляет 16 мм/с, По выходе из индуктора рельс естественно подстуживается до 880 С, после чего поступает в эакалочную зону, где охлаждается специальными устройстваMH со скоростями
Т, 880 — 870 С Ч„ б град/с
Т1 770 — 660 С V 12 град/с
Т3 660 — 540 С о
V 16 град/с
Т 540 — 440 С Ч4 10 град/с
Ъ
В результате предлагаемой технологии изготовления получен практически прямолинейный рельс с наличием на головке рельса минимальных остаточных напряжений сжатия в преде- лах 12-16 кгс/ммьи оптимальным распределением по профилю рельса.
Высокая усталостная и конструктивная прочность обеспечивается за счет следующих свойств.
I Закаленный слой:
НВ 400-415, 6, кгс/мм 152, 6pg,кгс/мм 120; k g, Ъ 16у Ч, Ъ 38 с н кгс/см 3,8, О ; кгс/мм 67, условный предел контактной выносливости, кгс/мм 415.
1! Переходный слой:
НВ 250-230, 6, кгс/мм 85 6о кгс/мм 50; о, Ъ 20; 4, % 43; d.í кгм/см 4,1 6 кгс/мм 46.
Предлагаемый способ обработки обеспечивает получение высокой контактной усталостной и конструктивной прочности за счет получения мелко. дисперсной феррито-цементной структурЫ закаленного слоя; плавного перехода от структуры закалки к структуре исходного металла; оптимального сочетания закаленного и переходного слоев соответственно 1:0,70, сочетания высоких прочностных и. пластических показателей; высокой прочности и контак тной выносливости металла закаленного и переходного слоев; наличие минимальных напряжений сжатия на поверхности головки рельса с оптималь 5 ным сочетанием значений в шейке и подошве.
1. Способ термической обработки рельсов, включающий объемную и последующую поверхностную закалку в упру-: го — напряженном состоянии и послеI дующий самоотпуск, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения контактной усталостной и конструктивной прочности,при объемной закалке рельсы охлаждают со скоростью 38 град/с до 550-500 С и далее осуществляют ступенчатый отжиг в интервале
30 температур Ас„100-200 С, Ас< <1030 С и Ас 130-150 С, а повторную закалку с поверхностного нагрева ТВЧ производят с возрастающей скоростью охлаждения до 550-530 С, после чего
35 скорость охлаждения уменьшают до температуры самоотпуска.
2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что повторную закалку с поверхностного нагрева ТВЧ
4() прОизвоцят сО скоростями
Т от 890-870 до 780-760 С
Т1 от 780-760 до 680-650 С
Т от 680-650 до 550- 530 СТ от 550-530 до 450-430 С
V 5-10 град/с
V, 10-18 град/с
V> 12 25 град/с
v4 8-16 грал/с
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
9 429019, С 21 0 9/04, 1972.
2. Авторское свидетельство СССР
9 434113, С 21 0 9/04, 1972.