Способ термической обработки железнодорожных колес

 

Изобретение относится к металлургии , конкретно к термической обработке железнодорожных колес. Цельповышение стойкости обода к контактным повреждениям за счет увеличения твердости. Способ включает нагрев до температуры аустенитнзации, выдержку и прерывистое охлаждение обода: поверхность катания 20-30 с с удельным расходом охладителя 0,009- 0,010 л/(смгс); затем 50-70 с с 0,015- 0,018 л/(смг-с)и окончательное охлаждение с 0,009-0,010 л/(см2 с); боковые грани обода 70-100с с 0,015- 0,018 л/(см2- с) и окончательное охлаждение с 0,009-0,010 с). Способ позволяет повысить твердость обода на глубине 50 мм, увеличить стойкость к контактным повреждениям и срок службы. 3 табл. (Л

(19) О1) СОЮЗ СОВЕТСЙИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ($g)5 С 21 D 9/34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4440499/02 (22) 17.06.88 (46) 23.03.91. Бюл. P- 11 (71). Институт черной металлургии (72) Н. Г.мирошниченко, Н.И.!!янченко, О.Н.Перков, С ..Е.Подольский, Е. Н. Шмаков, Е.А.Шаповал, В.Ф.Орещенко, А.В,Рогальский, Е.! .3!иповский, М.И.Корогодская, Б.Ф.Антипов и А.А.Коньппев (53) 621,785,79(088.8) (56) Богданов А.Ф., Чурсин В.Г. Эксплуатация и ремонт колесньм пар вагонов. N.: Транспорт, 1985, с.270.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1368337, 1987. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЖЕ.!!ЕЗ!!ОДОРО7(Н! Й КОЛЕС (57) Изобретение относится к метал1

Изобретение оТНосНТсН к области металлургии, а именно к термической обработке цельнокатаных железнодорожных колес. .Цель изобретения — повышение стойкости обода к контактным повреждениям за счет увеличения твердости.

Проводят термическую обработку вагонных колес диаметром 950 мм двух плавок, химический состав которых приведен в табл.1.

Нагретые до 850 С колеса упрочняют в закалочной машине, оборудованной спрейерами с независимьщ регулированием интенсивности подачи воды на различные элементы колеса.

При термическом упрочнении обода охлаждение боковых поверхностей обода производят с самого начала ох2 лургии, конкретно к термической обработке железнодорожных колес. Иельповышение стойкости обода к контактным повреждениям за счет увеличения твердости. Способ включает нагрев до температуры аустенитнзации, выдержку и прерывистое охлаждение обода: поверхность катания 20-30 с с удельным расходом охладителя 0,0090,010 л)(см с ; затем 50-70 с с 0,0150,018 л см2 с! и окончательное охлаждение с 0,009-0,010 л (см ° cl; боковые грани обода 70-100с с 0,0150,018 лксм - с1 и окончательное ох2 лаждение с 0,009-0,010 л/(см с). Способ позволяет повысить твердость обода на глубине 50 мм, увеличить стойкость к контактным повреждениям и срок службы. 3 табл. лаждения с повьппенным удельным расходом охладителя 0,015-0,018 л/(см с) в течение 70-100 с и затем до кон- ф ца охлаждения — 0,009-0,010 л/(ем c). (Поверхность катания охлаждается .по следуюшему режиму: в течение 20- р

30 с с начала охлаждения с удельным расходом 0,009-0,010 л/(см2 с), затем в течение 50-70 с с 0,015-0,18 л/(см c) и окончательное охлаждение с 0,0090,010 л/(см ° с). (Все колеса после охлапдения в закалочной машине подвергают отпуску при 500 С в течение 2 ч.

Ъ.

Положительный эффект - увеличение контактной прочности в зонах обода, примыкающих к боковым поверхностям, что подтверждается повышением значений твердости материала, 1636461

Таблица 1

Ялавка с (ип

Содержание элементов, .Ж

0,57 0,72 0,40 0,010 0,020 0,13 0,10 0,09

0,65 0,70 0,36 0,011 0,027 0,08 0,12 . 0,10 достигается при охлаждении боковых поверхностей с повышенной интенсивностью в течение 70-100 с. Увеличение длительности охлаждения с повышенной интенсивностью более 100 с

5 не обеспечивает дополнительного повышения прочностных свойств материала обода и поэтому нецелесообразно. При длительности подачи воды с повышенной интенсивностью менее 70 с не обеспечивается увеличение значений твердости материала на глубине 50 мм по сравнению с известным способом.

В табл.2 приведены режимы охлаждения обода по предлагаемому способу и известному способу — охлаждение поверхности катания и боковых граней 0,009-0,010 ai(cM с) 20-30 с, затем 0,015-0,018 лксм с)50-70 с и окончательное охлаждение 0,0090,010 л/(см с).

Результаты механических испытаний приведены в табл.3.. 25

Предлагаемый способ термической .обработки колес обеспечивает формирование структуры мелкодисперсного перлита по всей толщине рабочего слоя обода с повышением прочностных характеристик и износостойкости материала обода на глубине предельного износа 50 мм от поверхности ка..тания. В зонах обода, подвергающихся повышенным контактным нагрузкам, обеспечивается увеличение стойкости материала к пластическому деформированию при контактном нагружении.

В.поверхностных .слоях боковых стоРон обода на глубине до 10 мм наблю- даются структуры промежуточного типа и отпущенного мартенсита с твердостью до 350 НВ, которые не оказы- вают вреднего влияния на свойства колеса, поскольку эти эоны не подвергаются износу.

Таким образом, применение предлагаемого способа обеспечивает увели чение контактной прочности материала обода в зонах обода, примыкающих к боковым его поверхностям, и тем самым повышает стойкость обода к контактным повреждениям типа "Остроконечный накат гребня" и "Круговой наплыв на фаску" и увеличивает срок службы колеса.

Формула изобретения

Способ термической обработки железнодорожных колес, включающий нагрев. до температуры аустенитизации, вырержку и прерывистое охлаждение обода с различным удельным расходом охладителя . на поверхность катания ободасначала 0,009-0,010 л(см c) в течение

20-30 с,. затем 0,015-0,018 л/(см с) в течение 50-70 с и окончательное охлаждение 0,009-0,010 agcMz с на боковые грани обода 0,015-0,018 лф.м с) и окончательное охлаждение 0,0090„010 л (cM с), о т л и ч а ю щ и й2 с я тем, что, с целью повышения стойкости обода к контактным повреждениям за счет увеличения твердости, охлаждение боковых граней обода с удельным расходом охладителя 0 015z

У

0,018 л/(см ° c) ведут с начала охлаждения обода в течение 70-100 с.

1636461

Та блица 2 на боковых гранях

Удельный расход, лксм с)

Время охлаждения, с

Плавка

Начало Окончание на поверхности катания

Преплагаемый способ

Известный способ 30

220

0,010

0,018

0,010

0,010

0,018

0,010 О

ЭО

100

Таблица 3

Плавка

Твердость на глубине 30 мм, НВ

6;,, 3, ну ж

Твердость на глубине 50 мм, НВ на расстоянии 30 мм вт боковой поверхности по кругу катания нутрен- нарумной ней

Предлагаеьвй способ

1010 11 20

1000 12 21

1150 10 18

1100 10 18

302 .: 285

302 285

321 302

311 302

311

302

311

311

311

302

321 .

311

Известный способ

1000 11 20

302

277

285

285. 7

Составитель В.Русаненко

Редактор Н.Бобкова Техред А,Кравчук Корректор Л. Патай

Ю ° ° Заказ 2457 Тирах 438 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина, 101

30

100

О. 20

О

100

20

10.0

1ОО

140

0,010

0,018

0,010

0,010

0,018

0,010

0,009

0,015

0i 009

О, 009

0,015

0,009

0,018

0,018

0,010

0,018

0,018

О, 010.

0i015

0,015

0,009

0,015

0,015 .0,009