Способ термической обработки стальных цельнокатаных железнодорожных и крановых колес

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (511 4 С 21 D 9/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЖ (21) 3757969/22-02 (22) 11. 05.84 (46) 15.06.86 ° Бюл. № 22 (7!) Нижнеднепровский ордена Октябрьской Революции трубопрокатный завод им, Карла Либкнехта и Московский вечерний металлургический институт (72) А.И, Козловский, M.È, Староселецкий, Ю.А. Башнин, В,Н. Стальнокрицкий, В,В. Озимина, В.А. Башкиров, В,Н. Зайцев „ В.Г. Дюбченко, Н,Н, Левин и В,К, Галкин (53) 621.785,796(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

836156, кл. С 21 D 9/34, 1979.

Авторское свидетельство СССР

¹ 575374, кл. С 21 D 9/34, 1976 °

ÄÄSUÄÄ )237716 А1 (54) (57) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЫХ ЦЕЛЬНОКАТАНЫХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ И КРАНОВЫХ КОЛЕС, включающий нагрев до температуры аустенизации, выдержку, охлаждение обода с разными скоростями до температуры Мн +

+ (300-350) С и до 320-420 С и отпуск, отличающийся .тем, что, с целью увеличения эксплуатационной стойкости путем повышения твердости по сечению колеса и пластичности при сохранении уровня остаточных напряжений, охлаждение от температуры аустенизации до температуры Мн + (300-350) С проводят о т со скоростью 5-9 С/с, далее на воз- Я о

S духе со скоростью не менее 0,03 С/с, 1 1

Изобретение относится к металлургической и машиностроительной промышленности, в частности к термической обработке стальных цельнокатаных железнодорожных и крановых колес.

Цель изобретения — увеличение эксплуатационной стойкости путем повышения твердости по сечению колеса и пластичности при сохранении уровня остаточных напряжений.

Способ осуществляется следующим образом.

Колесо нагревают до температуры аустенизации, выдерживают при этой температуре и ведут дифференцированное охлаждение его обода в темперао турном интервале (Ас + 30-50)-Мн + о э

+ (320-420) С, При этом охлаждение обода от температуры аустеннзации до Мн + (300-350) С ведут со скоростью 5-9 оC/с,дальнейшее охлаждение до 320-420 С со скоростью не менее 0,03 С/с, Дифференцированное охлаждение обода колеса при реализации предлагаемого способа можно обеспечить pas1личными методами. Например, в температурном интервале (Ас + 30-50)"— о

Э

Мн + (300-350) C охлаждение обода о со скоростью 5-9 С/с обеспечивается на закалочных машинах эа счет регули рования расхода, давления и температуры воды, Регламентирование минимальной скорости охлаждения колеса от температуры Мн + (300-350) С позволяет обеспечить непрерывное понижение температуры обода и устранить возможность самоотпуска упрочненного обода вне зависимости от изменения температуры окружающей среды на термоучастке.

По достижении температуры обода о

Мн + (300-350) С колеса снимают с закалочных машин и охлаждают до о

320-420 С на воздухе со скоростью не менее 0,03 С/с, Момент изменения скорости охлаждения обода определяется экспериментально по времени достижения о температуры Мн + (300-350) С либо при помощи специальных приборов, регистрирующих температуру обода.

После достижения ободом температурьi о

320-420 С производят отпуск колес.

В таблице представлены результаты обработки колес по предлагаемому способу (11 2 и 3 в таблице, па737716 2 раметры способов Ф 1 и 4 выходят за предлагаемые пределы)и способупрототипу (У 5).

Предлагаемый способ обеспечивает следующие преимущества, Вследствие увеличения продолжительности 1 периода охлаждения происходит повышение твердости обода на глубине 50 мм. На колесах, обработанных по предлагаемому способу, 5

1О твердость на глубине 50 мм стабильно имеет значения на 5-15 HH выше, чем при обработке по прототипу.

3а счет подавления выделений структурно-свободного феррита по всему сечению обода повышается общий уровень его механических свойств, в том числе показателей пластичности. После обработки по предлагаемому способу величина относительного удлинения повышалась по сравнению с обработкой по способупрототипу на 1-2%, а величина относительного сужения на 3-5%.

25 Способ-прототип не обеспечивает достаточной эксплуатационной стойкости колес ввиду низкой coIIpoTHFляемости поверхности их катания выкрашиванию из-за различного структурного состоянич по сечению обода.Необходимость об еспеч ения высоких ск оростей !-го этапа охлаждения приводит к увеличению интенсивностии охлаждения поверхности колес и образованию в ней участков со структурой артенсита и повышенной твердостью, приводящих при эксплуатации колес к выщербинам на их поверхности, Уменьшение интенсивности охлаждения обеспечивает получение структуры высокодисперсного пластинчатого сорбита, что способствует повышению эксплуатационной стойкости колес.

Вследствие значительного увеличения продолжительности II этапа охлаждения обода при проведении его на воздухе одновременно происходит повышение скорости охлаждения диска колеса, подвергаемого нормализации, Это приводит к повышению дисперсности перлита и подавлению выделений феррита в структуре диска и, как следствие, к повышению величины ударной вязкости. Так, при проведении опытных опробований повышение уровня ударной вязкости по сравнению с .прототипом составило не ме— ,нее 77.

1237716

Параметры

3 4

840

3 6 8

115 50 40

30

510

390

115 50 40

7 5

20 11

23

Оэ07 Оэ05 Ов04 Оэ04 0 04

0,22 0,12 0,14 0,27 0 19

104

101 108 106

329

285

12 13

20 22

0,26 0,30 о

Температура нагрева колес, С (выдержка при температуре аустенизации 3 мин) I период охлаждения: о скорость, С/с время охлаждения, с температура колес о после I периода, С

II период охлаждения: скорость, C/с время, мин температура колес о после II периода, С

Общее время охлаждения на закалочных машинах, с

Количество структурносвободного феррита, 7,на расстоянии от поверхности катания, мм

30 мм

Величина межпластинчатого расстояния в перлите на расстоянии от поверхности катания, мм

Временное сопротивление разрыву на глубине

30 мм, кгс/мм

Твердость, НВ на глубине, мм

Относительное удлинение, 7

Относительное сужение, X

Ударная вязкость КС, МЛж/м

Способ

1 Т

840 830 840 840

500 520 520 510

0,06 0,073 0,07 0,07

30 30 30 30

390 380 400 400

309 313 317 325

285 298 295 277

10-1 1

16-18

О, 20-.0, 25

1237716 продолжение таблиць

Паране трм

Уровень остаточных напряжений, кг/мм в ободе (сжимающие) 15 17 19 в переходах из диска в обод (растягивающие) 14

l4 в переходах из диска в ступицу (растягивающие) 12

Составитель И, Липгарт

Техред В.Кадар Корректор А.Ференц

Редактор М. Циткина

Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3263/32

Производственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ysr. Проектная, 4