Способ закалки рельсов из углеродистых сталей

(5 ц 5 С 2 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ И(54) СПОСОБ ЗАКАЛКИ РЕЛЬСОВ ИЗ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ(57) Изобретение относится к области металлургии, а именно к термической обработке рельсов иэ углеродистой стали. С целью повышения стойкости рельсов по предлагаемому способу осуществляют нагрев до температуры аустенитиэации и охлаждение в масле с созданием в зоне расположения головки рельса кавитации в период диффузионного превращения переохлажден ного аустенита, Способ позволяет повысить эксплуатационную стойкость рельсов и увеличить критический тоннаж грузов, который выдерживают рельсы. 1 з.п,ф-лы, 2 табл. Федо.В,КуПМС - 2,5 - 18. которые устанавливают в закалочной ванне на всю длину рельса. Высокочастотное напряжение подается на магнитострикционные преобразователи от ультразвуковых генераторов УЗГ-4 М. Для закалки рельсов длиной 25 м используют 80 преобразователей и 40 генераторов.Шейка и подошва охлаждаются беэ кавитации с достаточно высокой скоростью. Возбуждение кавитации около поверхности шейки и подошвы ухудшает их микроструктуру и увеличивает внутренние напряжения, В известном способе кавитацию создают в течение всей длительности закалочного охлаждения, в предлагаемом решении только в период диффузионного превращения аустенита, т.е, кавитацию создают в момент начала фазового превращения, а прекращают после окончания фазового превращения во всем обьеме головки.Если создавать кавитацию в момент погружения головки в масло, то возможно обГОСУДАРСТ 8 ЕНЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(56) Лемпицкий В.В Казарновский Д. СГуберт С.В. Производство и термическая обработка железнодорожных рельсов,.-М.Металлургия, 1972. с,112-119.Авторское свидетельство СССРМ 1579933, кл. С 21 0 9/04, 31.03.88. Изобретение относится к металлургии, в частности к термической обработке рельсов иэ углеродистых сталей.Цель изобретения - повышение стойкости рельсов,П р и м е р, Закалке подвергают рельсы из углеродистой стали. Рельсы нагреваютдо 840-8600 С и подают в эакалочную ванну с маслом. Через 5-15 с после погружения головки в масло, т.е. с момента появления в ней ферромагнитной фазы, соответствующей началу диффузионного превращения аустенита (температура Аг 1) в зоне размещения головки создают кавитационную область, Кавитацию прекращают через 30-90 с после начала охлаждения или после прекращения увеличения электромагнитных свойств головки (температура Агз). Охлаждение рельса заканчивают через 2-6 мин после начала закалки и производят отпуск. Кавитацию создают высокочастотными магнитострикционными преобразователями 1668427 А 11668427 Таблица 1 разование мартенсита и верхнего бейнита на выкружках головки, которые охлаждаются без воздействия кавитации с высокой скоростью, Вследствие этого твердость выкружки возрастает до 420-500 НВ, снизится их контактная выносливость,Если создавать кавитацию после развития превращения на значительной глубине от поверхности, то снижение температуры фазового превращения в центральных объемах будет несущественным, дисперсность сорбита и его свойства практически не изменятся, Поэтому необходимо создавать кавитацию в зоне расположения головки в момент начала диффузионного превращения, В этом случае в поверхностном слое головки, в том числе на выкружках, сформируется оптимальная микроструктура - сорбит закалки с высокой и однородной дисперсностью и твердостью, Воздействие кавитации ускорит теплоотвод от поверхности и увеличит степень переохлаждения аустенита перед распадом в объеме головки. Это позволит получить более дисперсный сорбит по сравнению с обычным охлаждением в масле, уменьшит снижение твердости от поверхности катания к центру, Кавитацию следует создавать в течение диффузионного распада аустенита во всем объеме головки, Если кавитацию прекратить до окончания распада в значительной части объема. то степень переохлаждения аустенита уменьшится, следовательно, результаты по улучшению структуры и свойств будут ниже возможного, Осуществление кавитации после завершения. распада аустенита нежелательно, т.е, ускоренное охлаждение повысит остаточные напряжения. Создание и прекращение кавитации согласовывают с изменением электромагнитных характеристик стали, Начало превращения определяют по увеличению магнитной индукции на выкружках головки. аконец - по прекращению увеличения электромагнитных характеристик головки.5 Результаты обработки рельсов по предлагаемому и известному способам приведены в табл.1 и 2. В табл.1 твердость головкирельса дана после закалки в масле с созданием кавитации в процессе охлаждения10 (окончание кавитации через 60 с после погружения головки в масло) и отпуска при460 С в течение 2 ч,В табл.2 твердость головки рельса данапосле закалки в масле с возбуждением ка 15 витации в процессе охлаждения (длительность охлаждения до начала кавитации 10 с)и отпуска при 460 С в течение 2 ч,Из приведенных данных следует, чтопосле обработки по предлагаемому способу20 существенно повышается твердость поверхности катания и на глубине 16 мм от поверхности катания рельса. Повышаетсяэксплуатационная стойкость рельсов и увеличивается критический тоннаж грузов, ко 25 торый выдерживают рельсы, на 10-15 ,Формула изобретения 1. Способ закалки рельсов из углероди стых сталей, включающий объемный нагревдо температуры аустенитизации и охлаждение в масле с созданием в зоне расположения головки рельса кавитации, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения 35 стойкости рельсов, кавитацию создают в период дифФузионного превращения переохлажденного аустенита.2. Способ по п,1, от л и ч а ю щ и й с ятем. что кавитацию создают через 5-15 с, а 40 заканчивают через 30 - 90 с после погружения головки рельса в масло.1668427 Таблица 2 45 Составитель В;РусаненкоТехред М.Моргентал Корректор О,Кравцова Редактор Е.Папп Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2628 Тираж 384 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва. Ж. Раушская наб 4/5