Способ соединения деталей стрелки

 

Использование: относится к соединениям деталей стрелки, выполненных на литой аустенитной высокомарганцовистой стали, таких, например, как крестовины, связанные с ней рельсы из марганцовистой стали с примыкающим к ним рельсом из углеродистой стали с применением промежуточной детали из низкоуглеродистой аустенитной стали. Сущность изобретения: способ состоит в том, что сначала сваривают промежуточную деталь (3) с рельсом (2), после обрезки промежуточной детали (3) до длины менее 25 мм при втором процессе сварки сваривают промежуточную деталь (3) с крестовиной (1), выполненной из литой аустенитной высокомарганцовистой стали, и соответственно с рельсом из марганцовистой стали. При этом используют промежуточную деталь (3) из стабилизированной Mb или/и Т1 малоуглеродистой аустенитной стали, в частности хромоникелевой стали, и вслед за первым сварным соединением осуществляют термообработку, в частности диффузионный отжиг, при температуре между 350 и 1000°С. 6 з.п. ф-лы, 3 ил. Ё

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1819305 АЗ (м)з Е 01 В 11/44

ГОСУДАРСТВЕН.ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ!"„":::

К ПАТЕНТУ

1 (21) 5001090/11 (22) 19.07.91 (46) 30.05.93. Бюл. М 20 (31) А 1534/90 (32) 20.07.90 (33) АТ (71) Фоест-Anbn He Айзенбанзюстеме ГмбХ (AT) . (72) Йоханнес Блумауер (AT) (56) Патент Австрии hh 350881, кл. 49 С 23, 1978. (54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

СТРЕЛКИ (57) Использование: относится к соединениям деталей стрелки, выполненных на литой аустенитной высокомарганцовистой стали,. таких, например, как крестовины, связанные с ней рельсы из марганцовистой стали с примыкающим к ним рельсом из углеродистой стали с применением промежуточной детали из низкоуглеродистой аустенитной стали. Сущность изобретения: способ состоит в том, что сначала сваривают промежуточную деталь (3) с рельсом (2), после обрезки промежуточной детали (3) до длины менее 25 мм при втором процессе сварки сваривают промежуточную деталь (3) с крестовиной (1), выполненной из литой аустенитной высокомарганцовистой стали, и соответственно с рельсом из марганцовистой стали. При этом используют промежуточную деталь (3) из стабилизированной Nb или/и Tf малоуглеродистой аустенитной стали, в частности хромоникелевой стали, и вслед за первым сварным соединением осуществляют термообработку, в частности диффузионный отжиг, при температуре между 350 и 1000 С, 6 з.п. ф-лы, 3 ил, 1819305

Изобретение относится к способу соединения деталей стрелок, состоящих из литой аустенитной высокомарганцовистой стали, таких, например, как крестовина и связанные с ней рельсы из марганцовистой стали с примыкающим к ним рельсом из углеродистой стали с применением промежуточной детали из низкоуглеродистой аустенитной стали, Целью изобретения является достижеwe длительной прочности и более равномерного распределения структуры во всей зоне сварки. Исключение термообработки после второй сварки со сталью нормального рельса должно при этом улучшить воспроиэводимость прочностных свойств сварного соединения, причем одновременно должны достигаться лучшие величины прогиба и лучшие величины длительной прочности.

На фиг. 1 показана крестовина пересечения с присоединенными нормальными рельсами из углеродистой стали квалитета

U1C 860; на фиг, 2 — в увеличенном масштабе сечение по А — А на фиг. 1; на фиг. 3 —. сечение по Б-Б на фиг. 1.

Крестовина 1 состоит из литой аустенитной высокомарганцовистой стали. К этой крестовине приварены нормальные рельсы

2 с промежуточным включением промежуточных деталей 3 за счет стыковой сварки оплавлением.

Промежуточные детали длиной около

500 мм зажимали в сварочной машине для стыковой сварки оплавлением. Промежуточные детали имеют изображенный на фиг. . 3 профиль нормального рельса. Эти промежуточные детали длиной 500 мм сначала сваривают с нормальным рельсом 2 за счет стыковой сварки оплавлением, причем возникает сварной шов 4, изображенный на фиг. 2, Зону этого сварного шва 4 затем подвергают термообработке для того, чтобы устранить образование мартенсита. После этого промежуточные детали обрезают таким образом, что их длина, измеренная от сварного шва 4, составляет около 15 мм, после чего осуществляют вторую сварку равным образом за счет стыковой. сварки оплавлением с крестовиной 1. При сварке оплавляется от 5 до 10 мм длины промежуточной детали, так что оставшаяся промежуточная деталь имеет минимальную длину 5 мм между сварным швом 4 и сварным швом

5, причем марганцовистая крестовина 1 через сварной шов 5 соединена с промежуточной деталью.

Способ, согласно изобретению, состоит в основном в том, что используют промежуточную деталь из стабилизированной Nb и/или Tl малоуглеродистой аустенитной стали, в частности хромоникелевой стали, вслед за первым сварным соединением осуществляют термаобработку, в частности диффузионный отжиг, при температуре между350 и 1000 С. За счет того что используют промежуточную деталь из стабилизированной ниобием и/или титаном малоуглеродистой аустенитной стали, в частности хромоникелевой стали, снижается

10 доля свободного углерода и ограничивается диффузия углерода, отрицательно воздействующая на механические характеристики сварного соединения. 3а счет того что вслед за этой первой стыковой сваркой оплавле15 нием между углеродистой сталью рельса и промежуточной деталью осуществляют целенаправленную термообработку, достигается сглаживание различной концентрации полностью различных сплавов промежуточ20 ной детали и стали рельса за счет диффузии, причем одновременно не только достигается выравнивание концентраций в зоне сварки, но также вновь устраняется образованный при определенных обстоя25 тельствах мартенсит. После обрезки промежуточной детали до необходимой минимальной длины для второго сварочного процесса соединение с деталью, состоящей. иэ литой аустенитной высэкома рган цовистой

30 стали, соответственно рельсом иэ марганцовистой стали, вновь может происходить с помощью стыковой сварки оплавлением, причем здесь далее не требуется выдерживать никаких особых условий в отношении.

35 охлаждения. Второе сварное соединение может охлаждаться на воздухе, как это соответствует одной предпочтительной форме осуществления, без того, чтобы это приводило к увеличению твердости в зоне первого

40 сварного соединения. При осуществлении способа для всего сварного соединения получаются величины прогиба, которые до двух раз превышают величины прогиба, достижимые с помощью известных способов, 45 причем одновременно без дополнительных мероприятий могли бы достигаться величины длительной прочности до 250 Н/мм .

Термообработку предпочтительным образом осуществляют в течение проме50 жутка времени от 2 до 5 ч, благодаря чему предотвращается образование мартенсита. Образование мартенсита даже при целенаправленном ведении способа во время первой сварки и, в частности, при эамедлен55 ном охлаждении после первой сварки не может быть надежно исключено, причем эа счет целенаправленной термообработки помимо устранения образованного при определенных обстоятельствах мартенсита в самой значительной степени выравнивает-.

1819305 ся профиль концентрации химических элементов в зоне сварки, за счет чего получаются более высокие величины прочности и величины прогиба.

В особенно предпочтительном варианте способ термообработки осуществляют таким образом, что термообработку проводят за время от 2 до 5 ч, после чего производят охлаждение в спокойном воздухе.

На основании достижимой за счет тер- 10 мообработки гомогенизации распределения концентрации в зоне сварки после первой стыковой сварки оплавлением и на основании того, что образованный при определенных обстоятельствах мартенсит на15 дежно устранен, вслед за вторым процессом сварки производят охлаждение няться стали квалитета X100CrNITI 18 9, X10CrNiTI 18 10, X10CrNINb 18 9 или

X5CrNINb 18 10. Такого рода стабилизированные ниобием, соответственно титаном, стали имеют максимальное содержание углерода 0,06 мас.7, причем титан, соответственно ниобий, для стабилизации

25 используют в количестве, которое в случае титана соответствует по меньшей мере 5кратному содержанию углерода и в случае 30 ниобия — по меньшей мере 10-кратному содержанию углерода. В качестве особенно предпочтительной является промежуточная деталь состава:

С 0 06 макс

Cr 175

Nl 95

TI > 5хС или Nb > 10хС, остальное железо и обычные примеси железа, При использовании предложенного, согласно изобретению, материала для промежуточной детали и соблюдении требуемых условий в отношении термообработки может быть полностью исключено образование трещин в зоне сварного соединения при

45 стыковой сварке оплавлением, причем повышается надежность в отношении излома и достигаются более высокие величины 50 длительной прочности, а также лучшие величины прогиба. Такого рода сварные соединения отвечают высоким требованиям к нагрузкам высокоскоростного желеэнодо55 рожного сообщения.

С помощью предложенной, согласно изобретению, промежуточной детали были сварены крестовины стрелок из аустенитной высокомарганцовистой стали ориентировочного анализа: С вЂ” от 0,95 до 1,30; в спокойном воздухе.

В качестве материала для промежуточной детали предпочтительно могут приме- 20 марганец — от 11,5 до 14 — в литом, прокатанном или кованом состоянии, а также прокатанные рельсы из аустенитной высокомарганцовистой стали аналогичного ориентировочного анализа с аустенитными промежуточными деталями из стали состава: X10CrNINb 18 9, а также X10CrNITI 18 9, равным образом в литом, преимущественно кованом или прокатанном состоянии, причем в случае стали рельсов использовались квалитеты нормальных рельсов в соответствии с U1C, соответственно рельсы с закаленной головкой. При этом первую сварку между углеродистой сталью рельса и промежуточной деталью осуществляли с промежуточной деталью длиной около 500 мм, после чего после первой стыковой сварки оплавлением промежуточную деталь, уже соединенную с нормальным рельсом, обрезали до длины от 8 до 20 мм для того, чтобы обеспечить то, что после второй сварки промежуточной детали с литой деталью из аустенитной высокомарганцовистой стали, соответственно рельсом из марганцовистой стали, останется эффективная длина промежуточной детали около 5 мм. Обусловленная стабилизацией аустенита за счет ниобия и/или титана во время первого сварочного процесса, осуществляемого при существенно более высоких температурах по сравнению с последующей термообработкой, диффузия углерода эффективно ограничена.

Сравнение сварнйх соединений, полученных в соответствии с патентом Австрии N.

350881 и предложенным способом, показало, что достигнуто существенное повышеНМе величины прогиба с 18 до 35 мм.

Величины длительной прочности удалось повысить с 200 до 250 Н/мм . Одновременно удалось работать с меньшим вводом тепла, благодаря чему уменьшено образование трещин. Обычный до сих пор подогрев места сварки в сварочной машине эа счет импульсов тока при использовании предложенного способа удалось исключить, благодаря чему также повышена экономичность. После второго сварного соединения предусмотренная термообработка позволяет существенно быстрее охладить зону сварки. В целом за счет ведения способа согласно изобретению получают более короткие времена сварки и более длительный срок службы сварного соединения.

Формула изобретения

1. Способ соединения деталей стрелки, выполненных из литой аустенитной высокомарганцовистой стали, преимущественно крестовины, и связанных с ней рельсов из марганцовистой стали с примыкающими к ним рельсами иэ углеродистой стали по1819305

Составитель А. Петрухин

Техред М. Моргентэл Корректор А Мотыль

Редактор

Заказ 1951 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 средством промежуточных деталей из ниэкоуглеродистой аустенитной стали, состоящий в сварке промежуточных деталей с примыкающими рельсами, обрезке указанных деталей до длины менее 25 мм каждой и последующей сварке промежуточных деталей с крестовиной и связанными с ней рельсами, отличающийся тем, что используют промежуточную деталь из стабилизированной Nb и/или Ti мэлоуглеродистой аустенитной стали, в частности хромоникелевой стали, и после. укаэанной первой сварки осуществляют термообрэботку, в частности диффузионный отжиг, при 350 — 100 С. ,2. Способ по и 1, о т л и ч э ю шийся тем, что термообработку проводят за 2-5 ч, после чего охлаждают на спокойном воздухе.

3. Способ по пп, 1 или 2, о т л и ч а юшийся тем, что термообработку ведут в течение 3 ч при температуре 850ОС.

4, Способ по пп. 1, 2 или 3, о т л и ч à юшийся тем, что после указанной второй сварки ведут охлаждение на спокойном воздухе.

5. Способ по пп. 1-4, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что в качестве материала для про5 межуточной детали используют сталь квалитетэ X10CrNITI 18 9, X10CrNINb 18 9, X10CrNITi 18 10 или Х5СгйИЧЬ 18 10, 6. Способ по пп, 1 — 5, о.т л и ч э ю щ и йс я тем, что используют сталь для промежу10 точной детали с содержанием ниобия по меньшей мере равным десятикратному содержанию углерода и содержанием титана по меньшей мере равным пятикратному содержанию углерода.

15. 7. Способ по пп. 1-6, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что сталь промежуточной детали характеризуется следующим еоставом:

С 0,06 макс

20 Cr 17,5

NI 9,5

Tl> 5хС или йЬ >10х С, остальное железо и обычные примеси желе25 за.

-А