Способ термической обработки железно-дорожных колес

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬ6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()836156

Союз Советскмх

Социалмсткческкх

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 29.03.79 (21) 2748067/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

С 21 D9/34

Гевударстееллык кемитет

Опубликовано 07.06.81. Бюллетень № 21 (53) УДК 621.785. .796:629.11. .012.6 (088.8) по делам изобретений и еткрытий

Дата опубликования описания 09.06.81

М. И. Староселецкий, Б. А. Перков, 3. М. Босис, А. И. Весна,, В. Г. Дюбченко, Г. A. Блажнов и М. В. Кузьмичев (72) Авторы нзобретення

Нижнеднепровский ордена Октябрьской Революции трубопрокатный завод им. К. Либкнехта (71) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ КОЛЕС

Изобретение относится к области термической обработки металлов, в .частности, к термической обработке железнодорожных колес.

В настоящее время термическая обработ ка железнодорожных колес производится двумя способами. Один из них заключается в регулируемом прерывистом одновременном охлаждении (закалке) всех элементов колеса после его объемного нагрева и последующем отпуске (1) . Второй предусматривает прерывистую закалку лишь обода колеса (2) .

Настоящее изобретение направлено на совершенствование второго способа термического упрочнени я колеса, являющегося наиболее близким по технической сущности к предлагаемому.

Известный способ термической обработки железнодорожных колес, включает нагрев колеса до температуры аустенитизации, прерывистую закалку обода, подстуживание колеса в течение 34 — 45 мин на воздухе и отпуск при температуре 450-500 С.

После отпуска колеса в стопах охлаждаются на воздухе до температуры окружающей среды. При этом скорость охлаждения ко2 лес в стопах после отпуска не превышает

200 град/ч и составляет на практике

150 — 200 град/ч.

Недостаток известного способа заключается в том, что в процессе его реализации в колесах не обеспечиваются высокие пластические свойства, требуемые ГОСТ 10791-64 ка колеса.

Это объясняется тем, что отдельные партии колес изготавливаются из стали с дефектами металлургического происхождения (высокая газонасыщенность, дефекты кристаллизации слитка в виде трещин, ликвации и др.), не обнаруживаемых существующими методами контроля и не являющимися в этой связи браковочными признаками колес. Эти дефекты охрупчивают сталь и являются концентраторами напряжений в условиях проведения охлаждения стоп колес после отпуска на воздухе по известному способу. В таких условиях у этих колес не удается уменьшить остаточное содержание водорода ниже 2,0 см /100 г металла, а созданные в процессе термического упрочнения и отпуска сжимающие остаточные запряжения в ободе и низкие растягивающие в диске и его переходах в обод

3 и ступицу значительно изменяются. Это связанос тем, что диск колеса при охлаждении на воздухе охлаждается значительно быстрее, чем обод. В результате этого в ободе сжимающие напряжения уменьшаются, что отрицательно сказывается на пластических характеристиках в условиях существования концентраторов и дефектов. Быстрое охлаждение (150 — 200 град/час) затрудняет также выделение водорода из массивного обода колеса.

Целью настоящего изобретения является повышение пластических свойств колес.

Эта цель достигается тем, что в предложенном способе термической обработки железнодорожных колес колеса после отпуска охлаждают до 150 — 200 С со скоростью

15 — 20 град/ч.

Данное решение технической задачи дает возможность снизить остаточное содержание водорода в колесах до 2 см /100 г металла, сохранить сжимающие напряжения в ободе на уровне, созданном в процессе термоупрочнения и,. тем самым, практически устранить влияние описанных дефектов как концентраторов напряжений. Это обеспечивает в колесах, изготовленных из такой стали, повышение пластических характеристик до значений, превышающих требования

ГОСТ «а колеса.

Сущность способа заключается. в следующем.

Колесо нагревают до температуры аустенизации + (30 — 50) С, помещают в охлаждающее устройство, в котором осуществляют упрочнение его обода из спрейерных устройств в течение 90 — 200 с при вращении колеса. После этого колесо подстужи836156

4 вают на воздухе в течение 35 — 45 мин и помещают в печь с температурой 500 С, где производится отпуск. После отпуска колеса охлаждают до температуры 150 — 200 С со скоростью 15 — 20 град/ч.

Параметры охлаждения при термоупрочнении, подстуживании и охлаждении после отпуска определяются химическим составом колесной стали.

Охлаждение при термоупрочнении в течение 90 с предназначено для сталей с содержанием углерода плюс 1/4 марганца

0,84 — 0,87ф, а 200с — для сталей с содержанием углерода плюс 1/4 марганца

0 62 — 0 63о/о

Выдержка на воздухе в течение 35 мин

15 соответствует охлаждению обода при упрочнении в течение 200 с, а выдержка 45 мин соответствует охлаждению обода 90 с.

Охлаждение после отпуска со скоростью

20град/ч до температуры 200 соответству20 ет стали с содержанием углерода 1/4 марганца — 0,62 — 0,63о/о, а 15 град/ч до температуры 150 — 0,84 — 0,87о/о .

При охлаждении после отпуска до температуры 150 — 200 С снижается содержание остаточн:ого водорода и обеспечивает25 ся требуемая система остаточных напряжений. В результате этого повышаются пластические свойства колес.

Пример. Опробование способа было осуществлено в промышленных условиях козв лесопрокатного цеха завода им. К. Либкнехта. Колеса после отпуска охлаждались в теплоизолированных термосах. Параметры охлаждения и уровень пластических свойств приведены в таблице.

Опытный

470-480

500-520

200

14 час

20 час

25 час

180

500-520

150

Из4 70-480

500-520

500-520 до не perвестный ной ровано

0,62-0,63

0,72-0,73

0,84-0,87

0,62-0,63

0,72-0,73

0,84-0,87 комнат- ламенти1б 0 32040 1,8

l4 0 28 0 3 5 2 0

12,0 25,0 3,0 2,0

l3,5 25,0 3,8 4,0

l2,0 20,0 3,3 4,2

10,0 17,0 2,8 4,3

836156

Формула изобретения

Составитель А. Секей

Редактор Т. Авдейчик Техред А. Бойкксас Корректор Н. Стец

Заказ 2837/13 Тираж 618 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и от крытий ! 13085, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППГ1 <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Полученные результаты показывают, что описываемый способ позволяет получить более высокий уровень пластических свойств, и тем самым устранить брак колес по этим свойствам.

Способ термической обработки железнодорожных колес, включающий нагрев до температуры аустенизации, прерывистую закалку обода, подстуживание на воздухе в течение 35 — 45 мин и отпуск при 450 — 500 С, отличающийся тем, что,с целью повышения пластических свойств, колеса после отпуска охлаждают до f50 — 200 С со скоростью

15 — 20 град/ч.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 253849, С 21 D 9/34, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР № 549485, С 21 D 9/34, 1975.