Способ термической обработки рельсов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()837070 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 11.01.77 (21) 2442058/22 — 02 с присоединением заявки,% (23) Приоритет (51)M. Кл.

С 21 0 9/04

3Ьеударетеенеый квинтет

СССР ио делаи изабретеник н егерытнй

Опубликовано 23.11.82. Бюллетень И 43 (53) УДК 621 785 .9.621.771 (0888) Дата опубликования описания 23.12.82

Д. С. Казарновский, А. П. Бабич, В. Е. Сапожков, Е. А. Верещага, А. Н. Заннес и Л. Я. Шнаперман ! -,,j, Украинский научно-исследовательский институт ме ов -,-, (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ РЕЛЬСОВ

Изобретение относится к области термичес. кой обработки рельсов и может быть использовано на металлургических заводах, производящих рельсы.

Известен способ термической обработки рельсов, включающий объемную закалку в масле, отпуск при 600 — 650 С, последующий нагрев ТВЧ, охлаждение с определенной скоростью и повторный отпуск (или самоотпуск) при температуре 400 С.

Существенным недостатком способа является наличие высоких остаточных напряжений и неблагоприятное их распределение, что не позволяет существенно повысить контактно — усталостную прочность. Кроме того, данный способ термообработки рельсов характеризуется боль.шой технологической сложностью.

Известен также способ термической обработки рельсов, включающий нагрев поверхности головки рельсов ТВЧ и охлаждение вначале водовоздушной смесью, затем маслом при помощи спрейера и окончательное охлаждение водовоэдушной смесью.

При таком способе закалки рельсов появляется перепад твердости по сечению закаленного слоя. Кроме того, требуется наличие дорогостоящего оборудования дпя оборотного цикла масла, отсоса паров, а также подогрева и замены масла, что усложняет технологический нроцесс.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ термое обработки рельсов, включающий соединение рельсов в непрерывную нить, упрутий изгиб, нагрев токами высокой частоты рельсов по.. всей длине, охлаждение водовоэдушной смесью и последующий самоотпуск. Максимальная температура нагрева металла головки рельса под закалку по этой технологии составляет 980—

15 о

1020 С. Однако водовоэдуижая смесь, применяемая дпя охлаждения головки рельсов, нестабильна. В период закалки могут изменяться также ее параметры, как давление воздуха, расход водь|, температура воды, которые не реагируются автоматичещси. В связи с этим закаленные рельсы некоторых партий имеют повышенные остаточные напряжения на поверхности катания, недостаточно однородную микроСоставитель А. Секей

Техред М.Тепер

Редактор Н. Аристова

Корректор И.Ватрушкина

Заказ 10539/8

Тираж 587

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауш:кая наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная. 4

3 837070 структуру (по зерну), неоднородную твердость по длине рельса, а это снижает конструктивную прочность рельсов.

Целью изобретения является повышение конструктивной прочности закаленных рельсов.

Поставленная цель достигается тем, что после поверхностного непрерывно-последовательного нагрева токами высокой частоты головку подстуживают до 900QO Ñ, охлаждают со скоростью 70 — 120 град/с до 150 — 200 С, затем 10 производят повторный нагрев головки на глубину 8 — 9 мм до температуры ТАсэ+20 С, но не выше 800 С, и подошвы ниже ТАс1 на 30 — 50 С, i после чего охлаждают со скоростью 20 — 30 град/с ) головку до 380 — 450 С, а подошву до 320—

400 С.

Такой способ закалки может быть осуществлен в устройстве роликового типа, в котором . рельсовая проба в процессе термообработки непрерывно — последовательно перемещается 20 между верхними и нижними роликами, расположенными в шахматном порядке.

Головку рельса нагревают индукторами, расположенными между верхними и нижними роликами, до 980 С. По выходе из зоны на- 25 грева головку подстуживают до 900 С, после чего охлаждают водовоздушной смесью со скоростью 70 — 120 град/с до 180 С на структуру троостомартенсит.

При дальнейшем перемещении в устройстве э0 рельсовая проба поступала в зону вторичного нагрева ТВЧ, при этом нагревались головка и подошва одновременно: головка до 790 С, а подошва до 690 С, после чего горячей водой (50 — 70 С) при помощи спрейера производили охлаждение указанных элементов рельса со скоростью 25 град/с. При этом головку охлаждали до 420 С, а подошву до 370 С.

Предлагаемый способ термической обработки рельсов позволяет получать термообработан- 40 ные рельсы с высоким уровнем прочностных и пластических свойств, обеспечивающих высокую усталостную прочность, а также с меньшим уровнем сжимающих остаточных напряжений в головке за счет одновременного охлаждения с одинаковой скоростью ее и подошвы при. повторной термообработке.

Термообработка рельсовых проб (с содержанием 075 град/с) по данному способу позволяет получать следуннцие результаты: твердость на поверхности катания—

388 НВ; структура закаленного слоя с поверхности и на глубину 8 — 9 мм — троостосорбит закалки; на глубине 9 — 22 мм — структура отпущенного мартенсита; предел прочности — 138 — 142 кГ/мм ; предел текучести — 101 — 103 кГ/мм ; относительное удлинение — 16 — 17%; относительное сужение — 51 — 54%; ударная вязкость при +20 С вЂ” 3,6 — 3,8 кГ/см предел усталости — 58 кГ/мм ; предел усталости в улучшенном состояции—

60 кГ/мм ; величина действительного зерна в закаленном слое — 9 — 10 балл.

Формула изобретения

Способ термической обработки рельсов, включающий поверхностный непрерывно — поI следовательный нагрев токами высокой частоты, закалку и самоотпуск, о т л и ч а юю шийся тем, что, с целью повышения конструктивной прочности, после поверхностного нагрева головку подстуживают до 900+

10 С, охлаждают со скоростью 70 — 120 град/с до 150 — 200 С, затем производят повторный нагрев головки на глубину 8 — 9 мм до температуры ТАсз+20 С, но не выше 800 С, и подошвы ниже ТАс1 на 30 — 50 С, после чего охлаждают со скоростью 20 — 30 град/с головку до 380 450 Ñ, а подошву до 320 — 400 С.