Способ термической обработкирельсов

Союз СоаетскикСоциапистическинРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 8002)5(22) Заявлено 03,09.75 (21) 2170667/22-02с присоединением заявки РЙао делам наебретеннй н аткрытнйВ, Е, Сапожков, Л. С, Каэарновский, А. П. Бабттч,Е, А, Верещага и А, А. Заннес еит ЧБ Украинский ордена Труаоаого Краоного Внамайа:нйиано исследовательский институт металлов --.(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ РЕЛЬСОВ 1Изобретение относится к термическойобработке железнодорожных рельсов изуглеродистой н низкопегированной стапейи может быть использовано на метаппургических заводах, производящих рельсы.Известен способ термообработки рельсов, согласно которому в процессе термообработки рельс подвергают изгибу, наогреву ТВЧ до 1090 С и окончательномуструйному водяному охлаждению до комнатной температуры (11.В закаленном металле получаетсясмесь структур - в основном перпитнаяструктура, содержащая до 10% ферритаи до 25% бейнита, Рельсы с такой структурой могут иметь значительный перепад15твердости по сечению из-аа наличия структуры бейнита,Известен способ термической обработ- . ки рельсов, включающий соединение рель- й сов в непрерывную нить, упругий изгиб, нагрев рельсов по всей длине, охлаждение водовоздушной смесью и последующий самоотпуск. Максимальная температура нагрева метаппа гоповки репьса под закалку по атой технологии составляет 980-1020 С 2.Недостатком известного способа является возникновение повышенных остаточных напряжений сжатия на поверхности катания, недостаточно однородная микро- структура (по зерну), твердость по дпине рельса и по сечению головки.Наиболее известными является способ термической обработки реп ьсов, согласао которому после упругого изгиба и индуктпканого нагрева поверхности головки рельса производят охлаждение ее паровоэдущно смесью (паром ипи водой) до 650-750 С, затем спрейерное охлаждение маслом до 450-550 С и последующее охлаждениео водовоздущной смесью до 300-400 С 3 Недостатком известного способа является трудность создания нейтральной атмосферы прн охлаждении рельсов маслом, ухудшение санитарно-гигиенических условий, а также использование водовоздушных мас3 8002 1ляных устройств, что усложняет процесстермообработки.Бель изобретения - упрощение технологии.Зля достижения этой цели охлаждениена второй ступени осуществляют до 420 ф470 С циклической подачей воды при45-60 С,Способ осуществляют следующим образом. 1 фНагрев ТВЧ осуществляют доаированием мощности в последних секциях индукторов, обеспечивающим сохранение темпеоратуры металла 930-950 С в течение40-430 с, затем производят охлаждение днасыценвым водяным паром (сжатым воздухом) до 680-720 С с последукяцимоциклическим спрейерным охлаждением доо420-470 С водой, подогретой до 45 -о60 С, причем длительность цикла охлаждения и пауз между ним составляет 2 с.,Лоеирование мощности с применениеМвыдержки в последних секциях индукторов.при оптимальной температуре 930-950 Сев течение 40-60 с,позволяет ликвиди-ровать перегрев верхних своев металла:а также увеличить зону, сохранявшую кначалу охлаждения температуру 720 -750 С. При последующем охлаждении наОсыщеяаым водяным паром до 680 720 С 30апроисходит нереэкий отбор тепла, при атомтемпература ло сечению нагретого слояголовки рельса выравнивается, а при дальнейшем циклическом спрейерном охлаждении водой, подогретой до 45-60 С, проИисходит непосредственно закалка на структуру троостит (троостосорбит) закалки.В результате применения в начальныйлериод закалки мягкого охладителя ( насыщенного водного пара) и последующего49более интенсивного охладителя (подогретой воды при помощи спрейера) происходит одновременное структурообраэованиез значительном слое нагретого металла(до 7 мм),43В результате применения указанногоохлаждения уменьшаются разнозернистостьпо глубине, остаточные поверхностные напряжения, а также улучшается равномерность распределения твердости по длинерельса,Составитель Редактор И. Ковальчук Техред Н.Кел5 4При данных условиях термообработкп.сжимающие напряжения распределяютсяна большую глубину.Й р и м е р, Рельс из углеродистойстали (0,75% С) во время перемещениячерез закалочный агрегат нагревают до940 С и в двух последних секциях индукОтора (из 4 секций) поддерживают эту температуру в течение 60 с. После нагревапроизводят охлаждение вначале насыщенным водяным паром при помощи специального устройства до 700 С, а затем производят интенсивное циклическое охлаждение подогретой водой (50 С) при помощиОспрейера, причем длительность цикла охлаждения и пауз между ним составляла 2 с,В результате применения данного режима нагрева и охлаждения твердость на поверхности катания головки рельса составляет 370-381 НВ; структура с поверхности и до глубины 7-8 мм - плотныйтроостосорбит; на глубине 8-14 мм - сорбит закалки; величина зерна с поверхности и до глубины 8-9 мм соответствовала8 баллу; глубина закаленного слоя головки рельса 15 мм; на глубине 9-15 мм 8-7 баллам; на поверхности головки рельса сжимарцие напряжения достигают 1618 кг/мь; предел усталости -61,5 кГс/мм, предел контактной выносливости412 кГс/мм,формула изобретения Способ термической обработки рельсов,включающий упругий изгиб, нагрев ТВЧдо температур аустенизации, двухступенчатое охлаждение с охлаждением на ле- вой ступени до температур 680-720 С,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения технологии, охлаждение навторой ступени осуществляют до 420 о470 С циклической подачей воды при 4560 С.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент ВеликобританииМ 1042939, кл, С 7 В 1965,2. Авторское:свидетельство СССРМ 259119, кл, С 21 Ь 9/04, 1967.3. Авторское свидетельство СССРИ 444822, кл. С 21 Э 9/04, 1972,А. Юнгаревушак Корректор С. ШекмарЗаказ 10320/27 Тираж 629 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент", г. Ужгород, уп. Проектная, 4