Способ изготовления цельнокатаных железнодорожных колес

Способ изготовления цельнокатаных железнодорожных колес

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советских

Социалистических республик 724583 (6E ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 05.12.77 (2E ) 2550419/22-02 (51)М. Кл. с присоединением заявки ¹

С 21 D 9/34

С 21 О 7/14

Геаударственных кемктет

СССР (23) Приоритет по делам изобретений и открытки

Опубликовано 30.03.80. Бюллетень №12

Дата опубликования описания 31.03.80 (53) УДК 621.785. .7 9 (088. 8 ) И. Г. Узлов, А. Ф. Гринев, В. А. Паршин, Б. Ф. Антипов, М. С. Вале гов, Г А. Блажнов, Б. А. Перков, В. Н. Третьяков, В. К. Бабич, В. Н. Крашевич, М. И. Староселецкий, М. В. Кузьмичев, В. Г. Чурсин и Т. В. Ларин

Институт черной металлургии Нижнеднепровский трубопрокатн; .й завод им. К. Либкнехта и Нижнетагильский металлургический комбинат (72) Авторы изобретения (7т) Заявители (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ UEJIbHOKA,1 ИЧЫХ-.--=ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ КОЛЕС : » " . 3 т

i 1

Изобретение относится к металлур- ление стальных слитков на заготовки, гии, в частности к производству цель- нагрев каждой заготовки, осадку ее по ! нокатаных колес для железнодорожного всей поверхности, частичную разгонку транспорта. ее центральной части с последующей

Цельнокатаное железнодорожное колесд, формовкой обода, части диска и ступицы, эксплуатируется в условиях, которые прокатку обода и части диска и калибров5 определяются высокими напряжениями ку обода с выгибкой диска. Отдельные и контакте колесо-рельс, ударными на- (несущественные) операции деформировагрузками и различными температурами ния, например прошивка отверстия в их эксплуатации. Все это обусловливает1 ступице, выгибка диска, выполняются в

so высокие требования к колесу с точки зре различных последовательностях в завииия его надежности. симости от принятой схемы технологических операций при производстве коНадежность колеса в таких условиях, лес. Затем осуществляются противофлоэксплуатации в значительной степени an- кенная и механическая обработки а так-!

Ф ределяется его конструктивной прочнос же термическое упрочнение колес с отдельтью, уровнем механических свойств и ного (повторного) нагрева с последуюпластических харатстеристик, а также зна- шим отпуском. При осуществлении почениями ударной вязкости, особенно при следних операций допускается изменеотрицательных температурах. ние их последовательности. ПредвариИзвестны способы изготовления цельтто-, тельную мехе.тическую обработку, накатаных железнодорожных колес, пос =- пример, ведут перед термическим уттрочледователь ость технологических опера - нением, а окончательнуто — после термоций при которых предусматривает раздб- упрочнений и отпуска. или осуществляют

72 всю механическую обработку перед термическим упрочнением flj.

Известен также способ изготовления цельнокатаных железнодорожных колес, включающий прокатку колеса иэ осаженной и отформованной заготовки, эаканчиваемую при 1000-1050 С, калиброво ку обода с выгибкой диска, выполняемую при снижающейся температуре, и противофлокенную обработку при 600650 С. Причем изготовление колеса заканчивают при неконтролируемой температуре (примерно 950-1000 С), а о противофлокенную обработку осуществляют после охлаждения колес до 600 50 С в отапливаемых печах в течение 3 ч j2).

Недостаток данного способа зключается в том, что он не обеспечивает высокого уровня характеристик пластичности металла обода колеса, его ударной вязкости и низкой температуры хрупкого разрушения.

Это объясняется тем, что невысокая степень деформации в центральной части обода при его прокатке и высокая температура ее завершения (1000-1050 С), приводят за счет полного протекания процессов рекристаллизации к получению зерна 01 баллов. Длительное пребывание (около 15-20 мин) колеса в интервале температур 1050-900 С после окончания деформации обеспечивает большую загрязненность границ зерен аустенита за счет миграции в приграничные участки вредных приме.сей при " высбких теййературах," Фто хорошо выявляется травимостью границ зерен. Последующий повторный нагрев колес под термическое упрочнение измельчает зерно по сечению элементов колеса, однако не ликвидирует концент рационную неоднородность вредных примесей в приграничных участках бывших аустенитных зерен, возникших при прокатке и последеформационной выдержке, После термического упрочнения и отпуска при обеспечении прочностных свойств, уровень характеристик пластичности соотг ветствует нижнему уровню1 требований

ГОСТа, а отдельные партии колес по этим показателям не отвечают его требованиям. Кроме того, у таких колес температура хрупкого разрушения находится в интервале от 0 до-20 С.

11ель изобретения - повышение уровня характеристик пластичности металла обода колеса в термически упрочненпом жс4583

4. тоянии, его ударной вязкости и снижение температуры хрупкого разрушения, Поставленная пель достигается тем, что по завершении прокатки кол са, заканчиваемой при 1000-1050 С, калибровку обода с выгибкой диска производят при снижении температуры до

Ю

880-900 С в течение 20-50 с. Дальнейшее снижение температуры от 880900 С до 600-650 С, т.е. до температуры посада колес в печь для противофлокеннсй обработки, во времени не лимитируется.

Устраняется загрязненность границ аустенита вредными примесями вследствие того, что за 20-50 с в условиях снижения температуры колеса от 1000о о

1050 С до 880-900 С вредные примеси не успевают диффундировать на границы

g0 аустенитных зерен. Собирательная рекристаллизация, происходящая в таких температурно-временных условиях, обе печивает получение зерна в ободе колеса

4-5 баллов по сравнению с 0-1 баллом

25 в известном способе. В результате этого и за счет значительно большей протяженности границ зерен аустенита вредные примеси более равномерно распределены по объему металла. В конечной струк30 туре металла обода в значительно бол шей степени фиксируются несовершенст ва строения аустенита, обусловленные его горячей деформацией при прокатке, Сущность способа заключается в

ЗБ следующем.

Нагретую заготовку осаживают на прессах, осуществляют разгонку центральной части, формуют ступицу, часть диска и обод, прокатывают обод и часть диска.

40 После окончания прокатки колеса в стане при 1000-1050 С снижают температуру обода колеса до 880-900 С в течение о

20-50 с. В пределах этого времени осуществляют калибровку обода и выгибку диска Затем охлаждают колесо до температуры противофлокенной обработки, проводят противофлокенную и механическую обработку, термическое упрочнение обода и отпуск всего колеса. При этом снижение температуры до 880о

900 С за 20-50 с ведут путем подачи охлаждающей жидкости иэ спрейеров на поверхность катания обода после окончания деформации в стане и при калибровке обода и вы-ибке диска.

Изготавливают колеса диаметром

950 мм из углеродистой стали ((:0,59Ú, )Мн0,77 ) по ГОС Гу 1079 1-64.

724583

Сравнительные данные о свойствах колес приведены в таблице.

Способ обрабо тки Температура после окончания деформации на выгибном прессе, С

От но сител ьное

Ударная. К ритичесвязкость кая темпри+20 " -е пература кгс ° хрупкого

- м/см разрешения, ОС

Относительное удлинение, д "., сужение, Существующий 10С 3

Предлагаемый 880

20

1,8

-40

3,6

Выполнение калибровки обода и вы- нагрев заготовки, осадку, формовку, гибки диска в течение 20-50 с с за- прокатку, заканчиваемую при 1000BepmeHHeM ee npH 88OWO0 C приводит 1050 С, калибровку обода с выгибкой к тому что при этом за счет подавлеЭ диска при снижении температуры и про- о ния процесса собирательной рекристал- тивофлокенную обработку при 600-650 C

40 лизации обеспечивается величина зерна отличающийся тем,что,с

4-5 балла, наследуются в конечной струк- целью повышения пластических свойств туре эффекты горячей пластической де- и ударной вязкости и снижения темперафор мании. туры хрупкого разр„щения обода, калибПрименение предлагаемого способа ровку обода с выгибкой диска произво4 позволяет повысить пластическЬе свой- дят при снижении температуры до 880 ства металла обода и его ударную вяз-- 900 С в течение 20-50 с, о кость, а и связи с этим снизить темпе- Источники информации, ратуру хрупкого разрушения. Повышение принятые во внимание при экспертизе пластических характеристик металла коле50

1. Шифрин М. Ю., Соломович М. Я.

"a ведет к уменьшению брака колес по Производство цельнокатаных колес и этим показателям. бандажей. М,, Металлургия", 1954.

/ 2. Технологическая конструкция K01 ñ ф о р м у л а и з о б р е т е н и я сопрокатного цеха нижнетат ильского

Способ изготовления цельноклтаньп легаллургического комбината. ТИ 14П 75, железнодорожных колес, включающий Нижний Тагил, 197

ПН ИИП И Заказ 797/7 Тираж 608 Подписное филиал 11ПП "Пат.нт, 1-. Ужгород, ул. Проектная, 4 редварительную осадку заготовки, нао гретой до 1240 С> осуществляют на прессе усилием 2000 т, осадку в кольце и разгонку — на прессе усилием 5000т, формовку обода, ступицы и части диска- 5 на прессе усилием 1000 т, после чего прокатывают обод и часть диска. Температура конца прокатки составляет

1020 С. По завершении прокатки охлаж дают обод колеса в течение 40 с до

880 С, В пределах этого времени осуществляют калибровку обода и выгибку диска ца выгибном прессе усилием 3500т.

Снижение температуры обода до 880 С

15 производят подачей воды давлением 6 ати на поверхность катания колеса после окончания деформации в стане в течение 10 с из двух щелевых спрейе.ров (расход воды составляет 100 м /час)

20 и подачей воды на поверхность катания при калибровке обода на выгибном прес се в течение 20 с из спрейера (давление воды 6 ати, расход - 150 м, час).

6

После этого колесо подвергается противофлокенной обработке путем изотеро мической выдержки при 600-650 С в течение 3 ч в проходной печи. Затем о. следует нагрев колеса до 850 С, термическое упрочнение обода в течение

120 с и отпуск при 500 С в течение

О

2,5 ч.

После термического упрочнения с повторного нагрева и последующего от пуска у колес, изготовленных по предложенному способу, по сравнению с колесами, изготовленными по известному способу, наблюдается более высокий уровень пластических характеристик обода: относительное удлинение выше на 8 абсолютных единиц, относительное сужение—

I на 15 единиц, .а ударная вязкость — на

1,8 кгс.мlсмР. При этом температура о хрупкого разрушения на 40 С ниже.