Способ изготовления цельнокатаных железнодорожных колес

(71) Институт черной металлургии и Московский вечерний металлургичес кий институт(56) Авторское свидетельство СССР 119 829697, кл. С 21 О 9/34, 1979.Авторское свидетельство СССР У 724583, кл. С 21 0 9/34, 1977. 801211313 А(54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦЕЛЬНО- КАТАНЫХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ КОЛЕС, включающий нагрев заготовки до температуры горячей пластической деформации, осадку, формовку, прокатку обода и диска, выгибку диска и калибровку обода, при этом выгибку и калибровку осуществляют в течение 20-50 с при температуре, снижаоющейся до 880-900 С,термическое упрочнение и отпуск, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения пластичности при сохранении прочности обода и диска, прокатку обода ведут с обжатием 25-30%, а термическое упрочнение проводят после калибровки обода.1 1Изобретение относится к металлургии, а именно к производству упрочненных цельнокатанных железнодорожных колес.Цель изобретения - повышениепластичности при сохранении прочности обода и диска.Предлагаемый способ повышаетэффективность процессе путем устранения повторного нагрева под термоупрочнение и совмещение противофлокенной обработки .с отпуском,П р и м е р. Изготавливали колеса из стали с содержанием углерода 0,58 и марганца О,.76 . Загоотовки были нагреты до 1250 С с выдержкой их при 6800 "в течение 5 ч.Нагретые заготовки осадили на прессах усилием 2000, 5000 тс. На прессе усилием 10000 тс отформовалиступицу и часть диска с толщиной егоу ступицы 26,5; 28,0; 29,0 мм. Напрокатном стане прокатали обод с обжатием 30 и диск с толщиной у обо-,да 18,0; 19,0; 19,5 мм. В процессепрокатки ступицу и диск охлаждалидо 725, 750 и 780 оС, а обод - до900-950 С. После окончания раскатки колеса по диаметру диск дополнительно деформировали наклонными валками с обжатием 5,8 и 15 .По окончании деформации при прокатке колеса в стане охлаждали ободколеса до 880 С в течение 20-50 с.В течение этого времени производили выгибку диска и калибровку обода,.после чего осуществляли упрочненнеобода в течение 1 О с, от температуры конца деформации, эа которымоследовал отпуск при 480-500 С в течение 2,5 ч.Температуру обода до 880 С снижали подачей воды давлением 6 атмна поверхность катания колеса впроцессе выкатки обода в течение10 с из двух щелевых спрейеров (расход составлял 100 м/ч); и подачей/воды на поверхность катания при калибровке обода на выгибном прессев течение 20 с иэ спрейера давление воды 6 атм, расход 150 мЗ/чУпрочнение обода колеса осуществляли иэ спрейеров при давлении воды5 атм с расходом 80 м о/ч в течение120 с.Дпя сравнения были изготовленыколеса согласно способу-прототипу,в процессе которого по завершению213134прокатки обод охлаждали в течениеь40 с до 880 С. В пределах этоговремени осуществляли выгибку дискаи калибровку обода на выгибном прес 5 се усилием 3500 тыс, Параметры охлаждения обода колес до 880 С были.такими же, как и при охлаждении колес,изготовленных согласно предлагаемомуспособу. После этого колеса подверО гались противофлокенной обработкепутем изотермнческой выдержки прио600-650 С в течение 3 ч в проходнойпечи, Затем следовал нагрев колесаодо 850 С, термическое упрочнение5 обода в течение 120 с и отпуск при500 С в течение 2,5 ч.В таблице приведены свойства колес, обработанных согласно предлагаемому способу и споСобу-прототипу. 20 2530 35 40 45 5055 В результате осуществления предлагаемого способа путем обеспечения в ободе колеса деформации с обжатием 25-30 и снижения температуры до 880 о900 С представилась возможность осуществления термического упрочнения обода колеса непосредственно с тепла прокатного нагрева. Кроме того, совмещение процесса противофлокенной обработки колес с процессом их отпуска позволило повысить эффективность процесса путем устранения повторного нагрева. Совмещение этих процессов стало возможным вследствиеболее эффективного удаления водорода из элементов колес с более мелкой структурой продуктов распада .аустенита, имеющем место в колесах,обработанных согласно предлагаемо-му способу путем деформации с боль-:шими степенями обжатий и более низкой температурой ее окончания, Болеемелкое зерно аустенита при распадеобразует более мелкие продукты, аследовательно, большую протяженностьграниц, чем обеспечивается большееколичество путей для диффузии водорода с целью более полного его удаления для обеспечения иммунитета кфлокенообразованию (при наличии иммунитета изделие не склонно к флокенообраэованию), Одновременно сэтим окончание деформации при указанных температурно-временных параметрах повышает пластические харак- .теристики путем фиксирования в боль;шей степени в конечной структуренесовершенств строения аустенита,обусловленных его горячей пластичес"1211313 кой деформацией. Параметры деформации при прокатке обода. определенытем, что при обхатии менее 253 недостигается требуемая деформация центральной зоны обода, а при обжатии более 303 требуется значительное увеличение мощности оборудования.,Механические свойства Место определения свойств Температураокончаниядеформациив стане,С Способ изготовления Предел проч-, Предел тености 6, в кучести бг кг/мм .кг/мм колеса 1020 04 Прототип 66 Обод 46 82 980 Диск Предла- гаемый 104 925 67 Обод 47 82 750 ДискПродолкение таблицы Механические свойства Ударная в костьЩ+ кгм/см носительное Относительдлинение, сузение Ф Вх х рущения, С 3,6 2 от 40 0 2тор А.Тяско. рак 552 Подписноственного комитета СССбретений и открытий, Ж, Раушская наб.,/5 Филиал ППП "Патент", г. Ухго Проектная, 4 аказ 612/32 Т ВНИИПИ Госуда по делам из 113035, Москв