Способ термической обработки сварных рельсов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 35392 А 1)5 С 21 09 Е ИЗОБР Я Е ИСА ЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМУ ЕСКОИ ОБРАБОТК тения: головку рельса у зоны термического - 900 С. Одновременой температуры подол ьса на ширину, ермического влияния на 1,5-2 раза, Головку ью 10 - 40 С/с до тем С. Шейку иподошву е. длинно теи, инодоротранспИз ки свар котором шва под темпер воздуш Наиболее близ ности к предлагаем мической обрабо например рельсов, нагрев всего сечен до температуры 85 ускоренным охлаж ки рельса естестве ным путем,им по техническои сущму я вляется способ терки сварных изделий, по которому производят ия в зоне сварного шва - 900 С с последующим ением подошвы и шейнным или принудительГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕ 1ПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный научно-исследовательскийинститут железнодорожного транспорта иВсесоюзный научно-исследовательский,проектно- конструкторский и технологический институт токов высокой частотыим.В.П.Вологдина(56) Авторское свидетельство СССРМ 373318, кл, С 21 О 9/04, 1973,бретение относится к термической тке сварных изделий, например, мерных рельсов и бесстыковых племожет быть использовано на железжном, городском и промышленном орте,естен способ термической, обработных изделий, например рельсов, по у головку рельса в зоне сварного вергают индукционному нагреву до атуры 850 - 900 С, а затем охлаждают новодяной смесью,(54) СПОСОБ ТЕРМИ СВАРНЫХ РЕЛЬСОВ (57) Сущность изобре нагревают на ширин влияния сварки до 85 но нагревают до данн шву и шейку ре превышающую зону сварки не менее чем охлаждают со скорос пературы не ниже 30 охлаждают на воздух Этот способ позволяет улучшить структуру сварного стыка по всему сечению рельсов, в том числе в подошве.Однако недостатком известного способа является трудность восстановления повышенной однородной твердости металла в головке в связи со значительной протяжен ностью зоны нагрева при термической обра-6 д ботке сварных стыков по сравнению с зоной (Я влияния от сварки, При узкой зоне нагрева для термической обработки сварных стыков, соизмеримой с зоной влияния от сварки, не обеспечиваются необходимые высокие показатели пластичности сварных1 стыков рельсов, что делает малоэффективным такую термическую обработку приф сварке рельсов современного и перспективного производства, особенно с комплексными раскислителями стали, склонными к подкалке металла, в первую очередь объемно закаленных, В целом и при этом способе термической обработки из-за деформирования при нагреве и охлаждении также труднообеспечить прямолинейность плетей в зоне сварки в головке по поверхности катания при сварке рельсов, в первую очередь объемно закаленных, концы которых обычно имеют искривления с вогнутостью вниз.Цель изобретения - повышение качества и надежности сварных изделий за счет повышения прочности и пластичности, улучшения прямолинейности рельсов,Указанная цель достигается тем, что в известном способе термической обработки сварных рельсов, включающем нагрев всего сечения рельса в зоне сварного шва до 850 - 900 С и принудительное охлаждение головки с одновременным охлаждением шейки и подошвы на воздухе, нагрев головки осуществляют на ширине, равной зоне термического влияния сварки, а подошвы и шейки - на ширине, превышающей ширину нагрева головки по меньшей мере в 1,5-2 раза, при этом охлаждение головки ведут со скоростью 10 - 40 С/с до температуры не ниже 300-400 С.Изобретение осуществляется следующим образом.Для апробации способа были сварены контактным стыковым способом непрерывным плавлением рельсы типа Р 65 с комплексными раскислителями стали, объемно закаленные (массой порядка 65 кг) и площадью поперечного сечения 83 см ). Примевяли рельсы марки М 76 из сталей, раскисленных и модифицированных с использованием циркония, а также ванадиев ого чугуна, сварку выполняли на контактной стыковой машине типа К. Мощность машин 200 кВт, Параметры сварки: время 225 с удельное давление прессования 4 кгс/мм . Термическую обработку сварных стыков объемно закаленных рельсов производили на индукционной установке типа ИТ/2,4. Мощность установки 100 кВт, ток средней частоты 2,4 кГц. Рельс типа Р 65 в месте сварки нагревали до температуры 900 С с помощью двух щелевых индукторов с активными проводами в головке шириной до 90 мм, а в подошве и шейке длиной 160 мм и магнитопроводами. При частичном (400 - 500 С) использовании тепла от сварки время нагрева составляло 220 с, а охлажденных стыков после сварки до комнатной температуры 330 С. Охлаждали головку сварных стыков рельсов воздушноводяной смесью в течение 70 с со скоростью 12- 18/с до температуры 300 С (после самоотпуска 450 С). Подошву и шейки сварныхстыков рельсов охлаждали на воздухе.Испытания сварных стыков рельсов типа Р 65 производили на статический попе 5 речный изгиб. Расстояние между опорамисоставляло 1 м. Нагрузку прикладывали посередине в месте сварного стыка.Сварные рельсы после термической обработки стыков по предлагаемому методу и10 указанным выше параметрам при изгибе срастяжением как в подошве, так и в головкеимели высокие показатели пластичности(стрелы прогибов 50 - 60 мм), т.е. полностьюудовлетворяют установленным требовани 15 ям к сварным рельсам, Такие сварные рельсы имели также высокую прочность приизгибе с растяжением как в подошве, так иголовке (разрушающие нагрузки 220 - 240 тси 185-195 тс при приемочных браковочных20 нормах 165 и 140 тс). После испытаний такиесварные стыки рельсов имели вязкие поперечные изломы без выколов и трещин, например в шейке,По сравнению с известным предлагае 25 мый способ термической обработки позволяет повысить качество и надежностьсварных изделий за счет повышения прочности и пластичности, улучшения прямоли- .нейности рельсов, При этом в головке30 рельсов в местах сварки обеспечиваетсяпрочность и твердость на уровне основногометалла и высокая степень прямолинейности без вогнутостей (седловин) в сварныхстыках, а в подошве и нижней части шейки35 рельсов за счет повышения пластичности,вязкости и живучести металла удается значительно уменьшить склонность к хрупкимизломам со сложной формой разрушения. Вцелом это обеспечивает безаварийную экс 40 плуатацию сварных рельсов.Ф ор мул а и зоб рете н ияСпособ термической обработки сварных рельсов, преимущественно объемно-за. каленных, включающий нагрев всего45 сечения рельса в зоне сварного шва до 850900 С и принудительное охлаждение головки с одновременным охлаждением шейкии подошвы на воздухе, от лича ю щийс ятем, что, с целью повышения прочности и50 пластичности, улучшения прямолинейности,нагрев головки осуществляют на ширине,равной зоне термического влияния сварки,а подошвы и шейки - на ширине, превышающейширину нагрева головки по меньшей55 мере в 1,5-2,0 раза, при этом охлаждениеголовки ведут со скоростью 10 - 40 С/с дотемпературы не ниже 300 С.