Способ термической обработки стальных колес

СОюа Совэасннх Сфцналнстнцвскнх РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. Кл. С 21 Д Э/34 Государственны коиетет Соеета Мккеотров СССР ее девки ееооретекк а еткраткй5) Дата опубликования описания 22,10.77 який, Н. Г. Гавриленко, . СтароселецкийЮ. Г.М, Босис, В. Н. Ященк усова и Н. И. Сушко И. Г. Узлов, А.Т. Есаулов, В,А, С. Кудлай, Н. И. Данченко В. К. Гладуш, М. В. Кузьмич О. Н. Перков, В. В Институт черной металлурги и опытно-конструкторскийи. Бе и и Научно-исследовательск цститут автоматизации черно явител еталлурги4) СПОСОБ, ТЕРМИЧЕСКИМИКОЛЕС БОТКИ СТАЛЬНЫХ остаточных напряжений в элементах колеса. Это обусловлено тем, что в процессе осу ществления способа не предусматривается изменение параметров охлаждения, онрвделяющих скорость охлаждения, что исключает возможность ее регулирования в различных температурных интервалах в процессе закааки. Исследования по изучению температур ного поля в колесе при его закалке показе ли, что скорости охлаждения в различных участках обода в температурном интервале 800-300 С изменяются в пределах 2:;5 град/сек.йдя получения высокодисперснык продуктов распада аустенина, более высокого уровня механических свойств и ниэкого уровня остаточных напряжений в элементах колеса, целесообразно охлаждение в процессе закалки производить с разными скоростями в различных температурных интервалах.Цель изобретения - повышение комплекса механических свойств и снижение уровня остаточных напряжений в элементах колесаг Это достигается тем, что в процессе зэка ки колеса охлаждение обода от температуры аустениэации до температуры Мн + (300 Изобретение относится к металлургической и машиностроительноц промышленности,. в частности к термической обработке стальных железнодорожных и крановых колес.Известен способ термической обработки стальных колес (железнодорожных и крант вых), включающий нагрев колеса до температуры аустениэации, выдержку при атой температуре, термоупрочнение его обода и отпуск при оптимальных температурах и про- о должительностях. При этом закаливают Ъри вращении колеса ( в горизонтальной или вертикальной плоскости) воздействием на его обод охлаждающей жидкостью иэ спрей ерных устройств. В зависимости от химичес кого состава стали и типоразмеров процесс термического упрочнвния обода железнодорож. ного колеса длится от 80 до20 сек. При этом обод колеса от 820-;860 С до 320 то420 С охлаждается со средней скоростью Юо2-5 /сек.Затеи осущестеппот отпуск копеек 1).Однако известный способ не обеспечиве ет высокий комплекс механических свойств по сечению обода колеса и низкий уровень120 140 Тираж 693 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 3о350 С) ведут со скоростью 10-15 град/сек, а дальнейшее охлаждение до температурыо320 г 420 С со скоростью 12 град/сек. Более высокая скорость охлаждения обода колеса в верхнем температурном интервале по предлагаемому способу термообработ- ки обеспечивает получение продуктов распада аустенина большей степени диснерсности . и меньшее количество структурно свободного феррита. Это приводит к получению более, 1 О гомогенной структуры и более высокого уровня механических свойств.Замедленное (с меньшей скоростью) охлалдение в интервале температур от Мн +о+ (ЗОО-:350 С), до 320420 С, в кото ром Формируется система остаточных напри. жений меньшей величины.Колесо нагревают. до температуры русте низации, выдерживают при этой температуре и ведут дифференцированное охлаждение его 20 обода в температурном интервале(Ас + + 30) + (320 +420 С. При атом охлаждение обода от температуры аустенизацииодо Мн+(300-;350 С) ведут со скоростью 10+15 град/сек, дальнейшее охлаждение до и температуры 1320 Ф 420 С - со скоростью 1 ф 2 град 7 сек. Дифференцированное охлаждение обода колеса при реализации данного способа можно 10 обеспечить различными методами. Например, в температурщм интервале (Ас+30)-;Мн + + (300-:350) С охлаждение обода со скоростью 10."-15 град/сек обеспечивается за счет увелйчения активной зояы охлажде ния обода. По досуижении температуры обода Мн + (300:;350) С при закалке колеса уменьшается количество подаваемой на обод охлаждающей жидкости путем отключения одной группы спрейерных устройств. 40Момент изменения скорости охлаждения обода определяется экспериментально по времени достижения температуры Мн+(300 ,350) С. После закалки производят отпуск колеса. 45 Данный способ термической обработкиколес опробован в опытно-промышленныхусловиях при закалке колес, изготовленныхиз стали с содержанием углерода 0,57%по следующим режимам:температура нагрева колесаС 830-840Время охлаждения от 840.до 600 С, секо20 ЦНИИПИЗаказ 3993/19 Скорость охлаждения вэтом интервале, град/сек 11-12Расход воды в этомтемпературном интервале,м/часЭ68Давление воды, атм 4Время охлаждения от 600одо 360 С, секСкорость охлаждения вэтом температурноминтервале, град/сек 2Расход воды в этоминтервале, м /час537Давление воды, атм 3,2Общее время охлаждения,секВременное сопротивлениеразрыву колесно предлагаемому2способу105 И 07 кг/ммйпо известному б = 90 МОО кг/мм,Уровень остаточных сжимающих яиапряжений в ободе колес 15-:20 кг/мм в переходах из диска в обод и ступицу растягиваяюшие напряжения 10 ч 15 кг/мм .По известному способу в ободе сжимающие - 20-25 кг/мм, в переходах из дискав обод 1 и ступину растягиваюшие - 2025 кг/мм,Кроме того, за счет интенсификации процесса охлаждение от темпеватуры аустенизации до Мн + (300-,350) С повышаетсяпроизводительность устройств. формула изобретения Способ термической обработки стальных колес, преимущественно железнодорожных, включающий нагрев до температуры аустенизации выдержку, прерывистое охлаждениеообода колеса до 320-420 С в течение 80- 220 сек и отпуск, б т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью повышения прочностных характеристик и снижения уровня остаФ точных напряжений, после аустенизации производят охлаждение до температуры,щрвышаюшей температуру Мн на 300-350 со скоростоью 10-15 град/сек, а затем до 320-420 С - со скоростью 1-2 град/сек.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Технологическая инструкция "Производство ценьнокатаныхколес", ТИ 14 П, Нижне-Тагильский металлургический комбинат, 1975, с. 62-63