Способ закалки рельсов из углеродистых сталей

 

Изобретение относится к области металлургии, а именно к термической обработке рельсов из углеродистой стали. С целью повышения стойкости рельсов по предлагаемому способу осуществляют нагрев до температуры аустенитизации и охлаждение в масле с созданием в зоне расположения головки рельса кавитации в период диффузионного превращения переохлажденного аустенита. Способ позволяет повысить эксплуатационную стойкость рельсов и увеличить критический тоннаж грузов, который выдерживают рельсы. 1 з.п., 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (э1)э С 21 D 9/04

OCVPAPCT8H+IblA КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4472984/02 (22) 11.08.88 (46) 07.08.91. Бюл. Ьв 29 (71) Кузнецкий металлургический. комбинат им. В.И.Ленина (72) H.À.Ôîìèí, В.М.Муратов, П,П.Федоров, В.В.Лучаев; В.И.Ворожищев. А.В,Кулемин и Е.А.шур (53) 621.785.79 (088.8) ° (56) Лемпицкий 8.8.. Казарновский Д.С., Губерт С.В. Производство и термическая обработка железнодорожных рельсов,.-М.:

Металлургия, 1972. с.112-119.

Авторское свидетельство СССР

N- 1579933, кл. С 21 0 9/04. 31.03.88.

Изобретение относится к металлургии, в частности к термической обработке рельсов из углеродистых сталей.

Цель изобретения — повышение стойкости рельсов.

Пример. Закалке подвергают рельсы из углеродистой стали. Рельсы нагреваютдо

840-8600С и подают в эакалочную ванну с маслом. Через 5-15 с после погружения головки в масло, т.е. с момента появления в ней ферромагнитной фазы, соответствующей началу диффузионного превращения аустенита (температура Аг1) в зоне размещения головки создают кавитационную область. Кавитацию прекращают через 30-90 с после начала охлаждения или после прекращения увеличения электромагнитных свойств головки (температура Агз). Охлаждение рельса заканчивают через 2-6 мин после начала закалки и производят отпуск.

Кавитацию создают высокочастотными магнитострикционными преобразователями.. Ж 1668427 А1 (54) СПОСОБ ЗАКАЛКИ РЕЛЬСОВ ИЗ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к области металлургии, а именно к термической обработке рельсов иэ углеродистой стали. С целью повышения стойкости рельсов по предлагаемому способу осуществляют нагрев до температуры аустенитиэации и охлаждение в масле с созданием в зоне расположения головки рельса кавитации в период диффузионного превращения переохлажден ного аустенита. Способ позволяет повысить эксплуатационную стойкость рельсов и увеличить критический тоннаж грузов, который выдерживают рельсы. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

llMC — 2,5 — 18. которые устанавливают в закалочной ванне на всю длину рельса. Высокочастотное напряжение подается на магнитострикционные преобразователи от ультразвуковых генераторов УЗГ-2-4М. Для закалки рельсов длиной 25 м используют 80 преобразователей и 40 генераторов.

Шейка и подошва охлаждаются беэ кавитации с достаточно высокой скоростью.

Возбуждение кавитации около поверхности шейки и подошвы ухудшает их микроструктуру и увеличивает внутренние напряжения, В известном способе кавитацию создают в течение всей длительности закалочного охлаждения, в предлагаемом решении только в период диффузионного превращения аустенита, т.е, кавитацию создают в момент начала фазового превращения, а прекращают после окончания фазового превращения во всем объеме головки.

Если создавать кавитацию в момент погружения головки в масло, то возможно об1668427

Таблица 1 ос льн разование мартенсита и верхнего бейнита на выкружках головки, которые охлаждаются без воздействия кавитации с высокой скоростью. Вследствие этого твердость выкружки возрастает до 420-500 НВ, снизится их контактная выносливость, Если создавать кавитацию после развития превращения на значительной глубине от поверхности, то снижение температуры фазового превращения в центральных объемах будет несущественным; дисперсность сорбита и его свойства практически не изменятся, Поэтому необходимо создавать кавитацию в зоне расположения головки в момент начала диффузионного превращения. В этом случае в поверхностном слое головки, в том числе на выкружках, сформируется оптимальная микроструктура — сорбит закалки с высокой и однородной дисперсностью и твердостью, Воздействие кавитации ускорит теплоотвод от поверхности и увеличит степень переохлаждения аустенита перед распадом в объеме головки. Это позволит получить более дисперсный сорбит по сравнению с обычным охлаждением в масле. уменьшит снижение твердости от поверхности катания к центру, Кавитацию следует создавать в течение диффузионного распада аустенита во всем объеме головки. Если кавитацию прекратить до окончания распада в значительной части объема. то степень переохлаждения аустенита уменьшится, следовательно, результаты по улучшению структуры и свойств будут ниже возможного, Осуществление кавитации после завершения. распада аустенита нежелательно, т.е. ускоренное охлаждение повысит остаточные напряжения. Создание и прекращение кавитации согласовывают с изменением электромагнитных характеристик стали. Начало превращения определяют по увеличению магнитной индукции на выкружках головки. а конец — по прекращению увеличения электромагнитных характеристик головки.

5 Результаты обработки рельсов по предлагаемому и известному способам приведены в табл.1 и 2. В табл.1 твердость головки рельса дана после закалки в масле с созданием кавитации в процессе охлаждения

10 (окончание кавитации через 60 с после погружения головки в масло) и отпуска при

460 С в течение 2 ч.

B табл.2 твердость головки рельса дана после закалки в масле с возбуждением ка15 витации в процессе охлаждения (длительность охлаждения до начала кавитации 10 c) и отпуска при 460 С в течение 2 ч.

Из приведенных данных следует, что после обработки по предлагаемому способу

20 существенно повышается твердость поверхности катания и на глубине 16 мм от поверхности катания рельса. Повышается эксплуатационная стойкость рельсов и увеличивается критический тоннаж грузов, ко25 торый выдерживают рельсы, на 10-15 .

Формула изобретения

1. Способ закалки рельсов из углероди30 стых сталей, включающий объемный нагрев до температуры аустенитизации и охлаждение в масле с созданием в зоне расположения головки рельса кавитации, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения

35 стойкости рельсов, кавитацию создают в период диффузионного превращения переохлажденного аустенита.

2. Способ поп.1, отл ича ющийся тем. что кавитацию создают через 5-15 с, а

40 заканчивают через 30 — 90 с после погружения головки рельса в масло.

1668427

Таблица 2

Составитель В;Русаненко

Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор Е.Папп

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

Заказ 2628 Тираж 384 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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