Способ термической обработки рельсов

Сфюв Сфветскик Социалистических РеслубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ щ 722258 К АВТОУСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ(51)М. К .з С 21 О 9/04 С 21 О 1/78 Государственний комитет СССР по дедам изобретений н открмтий(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОИ ОБРАБОТКИ РЕЛЬСОВ Известен способ термической обработки рельсов, заключающийся в предварительном объемном нагреве до 500- 550 фС в проходной печи, после чего с этой температуры головку нагревают ТВЧ до температуры закалки, охлаждают до 500 фС и затем производят охлаждение всего рельса на воздухе 1 .В этом способе предварительный нагрев рельсов до 500-550 фС производится с целью уменьшения остаточных напряжений по всему проФилю рельса, а не для подготовки структуры металла к последующей повторной закалке с нагрева ТВЧ. 5Известен также способ термичесКой обработки рельсов, включающий объемную закалку в масле, последующий отпуск при 600 " 650 ф С на структуру сорбит, механическую об работку рельсов, соединение их в непрерывную нить, упругий изгиб для предовращения коробления при закалке, нагрев рабочей головки ТВЧ, охлаждение с определенной скоростью и пов.- торный отпуск или . самоотпуск 2 .Недостатком известного способа является низкая температура закалки (,840-850 фС) , которая не обеспечивает растворения смежных карбидов. 30 Кроме того, после предварительной обработки рельсы искривляются в вертикальной плоскости.Цель изобретения - повышение контактной усталостной и конструктивной прочности рельсов.Это достигается тем, что в известном способе, включающем объемную и последующую поверхностную закалку в упруго напряженном состоянии, после объемного нагрева рельсы охлаждают со скоростью 3-8 град/с до 500-550 С, после чего осуществляют ступенчатый отжиг на мелкозернистый перлит в инверторе температур Ас 100-200 С, Ас+10-30 фС и Ас 1 130-150 фС с выдерж-., кой соответственйо 1, 2-4 и 1-2 ч, а повторную закалку с поверхностного нагрева ТВЧ производят с возрастающей скоростью охлаждения, которую уменьшают в конце температурного интервала закалки (550-530 фС) . Повторную закалку с поверхностногонагрева ТВЧ производят со следующимискоростямиТ 1 от 890-870 до 780-760 фС Ч 5-10 град/с2 от 780-760 до 680-660 фС Ч 110-18 град/сТ от 680-660 до 550-530 С Ч 12-25 гращсТ от 550-530 до 450-420 С Ч 48-16 град/е722258 Формула изобретения 50 Составитель ЛяпуновРедактор Л.Письман Техред Л.Пекарь Корректор О,ьилак Заказ 8667/51 Тираж 621 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва,Ж, Раушская наб.,д.4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4 Скорость нагрева и охлаждения рельсов в печи составляет 30-80 град/ч . С целью уменьшения напряжений рельсы охлаждают с печью до 550-500 РС,Пример осуществлениУ способа.В камерной печи с выдвижным подом рельс 12,5 м длины иэ стали 70 ХГС нагревайт до 930 рС, выдерживают 1 ч, затем подину печи выкатывают и рельс охлаждают со скоростью б град/с при помощи обдува вентилятором до 500 рС . С этой температуры рельс загружают в другую рядом расположенную камерную . печь нагретую до 500 РС для проведения ступенчатого отжига при температурах 600, 720 и 600 С с выдержкой соответственно 1,3 и 1 ч. Нагрев до верхней температуры ступенчатого отжига проводят со скоростью 60 град/ч, а охлаждение - 30 град/ч . Охлаждение рельса проводят до 500 рС, после чего его охлаждают на воздухе.После предварительной обработки рельс подвергают повторной поверх-, ностйой закалке с нагрева ТВЧ на твер дость НВ-415. Головку рельса нагревают ТВЧ до 940 рС,при этом скорость перемещения рельса в закалочном агрегате составляет 16 мм/с, По выходе из индуктора рельс естественно подстуживается до 880 С, после чего поступает в эакалочную зону, где охлаждается специальными устройствами со скоростямиТ, 880 - 870 С Ч б град/сТ 1 770 - 660 С Ч, 12 град/сТЗ 660 - 540 СоЧ 16 град/сТ 540 - 440 С Ч 4 10 гРад/сЪ4В результате предлагаемой технологии изготовления получен практически прямолинейный рельс с наличием на головке рельса минимальных остаточных напряжений сжатия в преде-лах 12-16 кгс/ммьи оптимальным распределением по профилю рельса.Высокая усталостная и конструктивная прочность обеспечивается засчет следующих свойств.1 Закаленный слой;НВ 400-415, 6, кгс/мм 152,6 р,кгс/мм 120; 6,16; Ч,38 сн, кгс/см3,8, 6 ; кгс/мм 67, условный предел контактной выносливости, кгс/мм" 415.1 Переходный слой:НВ 250-230 Р, кгс/мм 85 бр кгс/мм 50; о,20 р Ю,43;сн кгм/см 4,16кгс/мм 46. Предлагаемый способ обработкиобеспечивает получение высокой контактной усталостной и конструктивнойпрочности за счет получения мелко. дисперсной феррито-цементной структурЫ закаленного слоя; плавного перехода от структуры закалки к структуреисходного металла; оптимального сочетания закаленного и переходного слоевсоответственно 1:0,70, сочетания высоких прочностных и пластических показателей; высокой прочности и контактной выносливости металла закаленногои переходного слоев; наличие минимальных напряжений сжатия на поверхности головки рельса с оптималь ным сочетанием значений в шейке иподошве. 1. Способ термической обработкирельсов, включающий объемную и последующую поверхностную закалку в упруго - напряженном состоянии и последующий самоотпуск, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения контактной усталостной и конструктивной прочности,при объемной закалке рельсы охлаждают со скоростью 38 град/с до 550-500 С и далее осуществляют ступенчатый отжиг в интервале ЗО температур Ас 100-200 С, Ас 11030 С и Ас 130-150 С, а повторнуюзакалку с поверхностного нагрева ТВЧпроизводят с возрастающей скоростьюохлаждения до 550-530 С, после чего 35 скорость охлаждения уменьшают дотемпературы самоотпуска.2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что повторную закалку с поверхностного нагрева ТВЧ 40 производят со скоростямиТ от 890-870 до 780-760 СТ 1 От 780-760 до 680-650 фСТ от 680-650 до 550-530 С.Т 4 от 550-5 3 0 до 450-4 3 ОС 45Ч 5-10 град/сЧр 10-18 град/сЧЗ 12-25, град/сч 4 8-16 град/сИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 429019, С 21 О 9/04, 1972,2. Авторское свидетельство СССР55 Р 434113, С 21 О 9/04, 1972.