Рельсовая сталь

 

„„SU, 1239166 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ду 4 С 22 С 38/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ вязкости, контактной выносливости, понижения порога -хладноломкости до о температуры минус 80 С, она дополнительно содержит медь, церий и кальций при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3781056/22-02 (22) 14.08.84 (46) 23.06.86. Бюл. У 23 (7 1) Украинский ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт металлов (72) И.С.Тришевский, Д.К.Нестеров, Н.Ф.Левченко и В.Е.Сапожков (53) 669. 14.018.294. 2-194 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 361218, кл. С 22 С 38/38, 1973, Патент Англии Р 1342582, кл. С 7 А, 1974. (54)(57) РЕЛЬСОВАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, никель, алюминий, ванадий, ниобий, железо, отличающаяся тем, .что, с целью повышения пластичности, Углерод

Марганец

Кремний

Хром

Никель

Алюминий

Ванадий

Ниобий

Медь

Церий

Кальций

Железо

О, 70-1, 0

0,70-1, 05

0,20-0,50

0 50-0,90

0,05-0,80

0,01-0,05

0,01-0,25

0,005-0,22

0,31-0,55

О, 01-0, 04

0,001-0,08

Остальное

1 123

Изобретение относится к металлургической промьппленности ч может быть использовано для производства железнодорожных рельсов особо высокой прочности для эксплуатации в условиях

Севера.

Цель из))бретения — повьппение пласТИЧНОСТИв BHSKOCTH ° КОНТаКТНОй ВЫ носливости и понижение, порога хладноломкости стали до температуры минус 80 С.

В табл.3 приведен химический состав сталей (плавки 1-8 — предлагаемая сталь; плавки 9 и 10 — с запредельными содержаниями легирующих компонентов; плавка 11 — известная сталь).

9166

Таоли))а) Солерканне компонентов, мас,7

Плавка

С Мп Si (Cr ) 1) 7)Ь 7)) С. о А1 ) Се Са

1 О 70 О 70 О 20 О 50 О 01 О 005 О 05 О 31 0,() О 01 0 001 Останьное2 О 76 О 80 О 25 О 65 0 034 О 05 О 20 0,33 0 016 С О)О 0>01

0,0?С С,020 О>02

3 0,81 0,90 0>28 0,70 0,05 0,08 0>26 0,35

0,030 0,025

О,О2

O,Ç7 о,зг

0,45

075 00S 012

0Ä79 0,12 0>15

Р,93 0,32

0>96 0,38

4 0,83

5 0,86

О,40 О,Î27 0,033 О,ОЗ

6 0,90 0,99 0,43 0,85 0,18 0,18 0,57 0,45 0,033 0,036 0,05

О,5О О,04) 0>038 0,07

О ° 25 0,22

0,009 О ° 045

0,55

0,29

0,05

0,08

О,8О

О, 048

0,040

О,009

u,О8

O,ОО9

1,05 0,50 0,90

0 ° 68 0> 19 0>48

8 1,о

9 oi69

0, 60 0> 00)>5 О, 04 5 0, 085

О 79 О 1> >1

О,O? B

0,32

11 О 83 О 92 Оа32

Слитки стали прокатывают на стане 550 на заготовки сечением 56 56 мм, после чего, с целью предотвращения флокенов, их замедленно охлаждают в печи сначала при 650 С в течение 2 ч, о а затем при отключенной печи, Иэ заготовок вырезают темплеты под образI цы для испытаний механических свойств контактно-усталостной прочности, коррозионной стойкости, свариваемости исследования микроструктуры и неметаллических включений, Термообработку темплетов проводят после предварительного сфероидиэирующего отжига по режиму: нагрев токами высокой частоты до 950+10 С, скорость нагрева

10 С/с, охлаждение в масле и отпуск при 480 С, 2 ч.

В табл.2 приведены механические свойства сталей.

Показатели ударной вязкости рельсовых сталей в термоупрочненном состоянии в зависимости от температуры испытания приведены в табл.3.

7 О 95 1 02 0>46 0 BS О 21 О 20 0 67

10 1,05 1,1 0,55 0,95 0,27 0,25 0,85

Meталлографическое исследование характера распределения неметаллических включений в предлагаемой стали показывает, что длина строчек неметаллических включений уменьшается и составляет: минимальная — 1,0 мм, а максимальная — 1,8 мм, при этом полностью удовлетворяются требования, предъявляемые к рельсам первой груп10 пы. Неметаллические включения овальной или.сферической формы. Устранена загрязненность стали страчечными включениями глинозема, сульфидов и силикатов железа и марганца, что

15 приводит к увеличению выхода годных рельсов по поверхностным дефектам на

107, а также уменьшена склонность стали к водородной хрупкости на 8Å по сравнению с рельсами иэ известной

20 стали., Предлагаемая сталь обладает хорошей свариваемостью и высокой стойкостью против атмосферной коррозии, а в технологическом отношении — хо 25 рошей жидкотекучестью. Высокие показатели свойств и технологические факторы позволяют эксплуатировать рельсы иэ предлагаемой стали на железных дорогах в условиях Севера при

30 высоких контактно-усталостных нагрузках, низких температурах и неблагоприятных атмосферных условиях, а также производить сварку рельсов в непрерывные петли для укладки в бесстыковый путь. Эксплуатационная стойкость рельсов особо высокой проч- ности по предварительным данным в

2,0-2„5 раза превышает стойкость термоупрочненных рельсов, изготовщ ленных иэ углеродистой стали известного состава.

1239166

Таблица 2

Балл

Механические свойства

Плавка зерна аустеОД >

Н/ммг и>

Н/мм2 нита

12,1

605

1440

24,5

1580

4190

1630 1490

34,6

640

10-11

15,6

4450

665

36,8 11-12

1655

1505

16,5

680

4600

15,4

1680

1510.

39,0

478 0

1800 1580

44,0

16,0

720

1760

13-14 690 4650

1620

39,2

13,8

4180

1805

1675

680

12,2

31,5 625

1865 1735

-9,2

4050

22,5

1480 1390

11,8

19,5

580

3750

18,5.10

1870

1750

8,0

600

3950

17,01360 1265

515

2850

8-9

8,0

Таблица 3

М»

Изменения ударной вязкости, Дж/смг в зависимости от температуры испытания, аС

Плавка

I ) -60 . -80

-20

29,0

28,0

24,6

23,0

21,8

20,5

22 ° 2

35 0

34,4

32,2

28,0

26,6

28,0

39,0

37 ° 8

33 4

35,8

23,4

27,5

41,0

38,0

34,8

32,2

22,8

42,6

28,8

44,5

41,0

35,4

24,.2

40,0

40,5

37,5

30,2, 25,2

21,8

36,8

39,0

34,5

27,7

23,2

21,0

21,2

32,5

31,8

24,5

29,0

21,4

24,5

23,5

20,5

14,5

11,5

10,0

19,0

18,5

15,5

18,5

13,1

10,0

18,0

17,0

13,5

5,0

13-14

12-13

Предел усталости 6 фэ

Н/мм2

Предел контактной прочности б„, н/ммг