Колесная сталь

Союз Севетския Сощиалистичеснии Республик(53) М 22) Заявлс присоеди 22 С 38/14 осударствеииый комите СССР по делам изобретений и открытий(088.8) бликования описания 18. 07. Дата о 72) Авторы изобретен И.Г.Узлов, Т.В.Ларин, Н.А.фомин, И.Я.Винокуров,В.М,Баранов, Н,Г.Мирошниченко, М,В.Кузьмичев,Н.И.Исаев и В.Н,Третьяков Институт черной металлургии, Нижнетагильский орде металлургический комбинат им, В.И.Ленина и Всесою Трудового Красного Знамени научно-исследовательскжелезнодорожного транспорта а Ленинаный орденай институт(54) КОЛЕСНАЯ СТАЛЬ Изобретение относится к металлургии черньи металлов и предназначено для изготовления железнодорожных цельно" катаных колес и бандажей с повышенной усталостной прочностью их элементов.Наиболее близкой к описываемому изобретению по технической аущвости и достигаемому эффекту является колесная сталь, содержащая, вес.З:Углерод 0,35-0,7Марганец 0,5 -1,2Кремний 0,2 -О,б.Ванадий 0,08-0,2Медь 0,3 - 0,5Железо Остальное (1).Эта сталь обеспечивает высокую прочность, износостойкость достаточную температуру хрупкого разрушения. Однако она имеет недостаточный уровень усталоствой прочности. В значительной мере проявляется у этой стали склонность к образованию повреждений теплового характера при циклическом температурном воздействии на поверхностные слои металла. Указанное воздействие имеет место при циклическом или длительном торможении. При этом на поверхности катания образуются термические трещины или участки,претерпевшие структурные превращения(белый слой.). Нри дальнейшейэксплуатации белый слой из-за низкой вязкости и прочности растрескивается и выкрашивается.Целью изобретения являетая повышение усталостной прочности и термической стойкости стали.Цель достигается тем, что сталь,содержащая углерод, кремний, марганец и железо, дополнительно содержитцирконий при следующем соотношениикомпонентов, вес.5:Углерод0,35-0,70Кремний 0,20-0,60Марганец О, 50-1;20Цирконий 0,05-0,15Железо Остальное,В качестве примесей сталь можетсодержать фосфор не более 0,035и серу не более 0,040,Цирконий сохраняет все свойства,придаваемые стали ванадием и медью,кроме того, его применение позволяет уменьшить количество продуктовраскисления в стали, обеспечивая темсамым более высокую чистоту стали по;неметаллическим включениям. Это свойство циркония в конечном чтоге привоИзвестная сталь Предлагаемая сталь Предлагаемая стальпри оптимальномсоставе Предлагаемая сталь на верхнем пределе содержания элемен- тов 00-110 5,5-6,5 3,0-4,0 36 00-103 5,8-6,9 3,3-4,2 37,О 00,0-4,0 40 167 5,5-6 1600 107-110 4,2-5,3 2,6-3,5 1500 4 Состав на нижнпределе содерж ния элементов 5 Остальн 0,50,35 Оптимальный составСостав на впределе содния элемент 0,42 9 Остальное хнемжа 0,70 0,15 б стальное 3 67366 дит к повщаению усталостной прочности стали. -В процессе. интенсивного нагрева поверхности катания колеса за счет тепла торможения отдельные участки металла разогреваются до температур выше критических точек стали; при 5 последующем их охлаждении наблюдается образование белого слоя, имеющего весьма низкую вязкость и высокий уровень остаточных напряжений, что способствует появлению выщербин 10 при дальнейшЕй эксплуатации. При" циклическом приложении тепловой нагрузки меньшей интенсивности, т.е. при нагреве даже ниже критических точек стали, образуются трещййы термической усталости.Свойство циркония повышать тепло- стойкость стали влечет за собой уменьшение склонности сталик"повреждениям указанного характера, Кроме того, введение в сталь цирконий повышает ее стойкость-против окисления, в результате чего возрастает стойкость к окислительному износу Данная сталь может быть получена в мартеновской печи или электропечи; цирконий может быть введен в ковш в виде силикоциркония (Ферросиликоциркония). Введение циркония менее 0,053 не оказывает существенного влияния на повышение усталостной прочности и на уменьшение склонности к повреждениям теплового характера. Добавка его более 0,15 дополнительноге существенного эФФекта не дает и нецелесообразна по экономическим причинам. Бз предложенной стали были изготовлены опытные колеса, свойства которых прйведены в табл, 1,Составы предлагаемой стали приведены в табл, .2. Как видно из таблиц свойства .предлагаемой стали по сравнению сизвестной сохраняются постоянныМи,в то времякак усталостная прочностьповышается на 12,5%, а термостойкость - на 14,У а б л и ц а 1673665 Составитель С.ДеркачеваРедактор Н.Корченко Техред .И. Петко Корректор О.Ковинская Заказ 4019/26 Тираж 726 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патентф, г.ужгород,ул.Проектная,4 Формула изобретенияКолесная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец и железо, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью повышения усталостной прочности и термической стойкости, она дополнительно содержит цирконий при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ: Углерод 0,35-0,70Кремний 0,20-0,60,Марганец 0,50-1,20Цирконий 0,05-0,15Железо ОстальноеИсточники информации, принятыево внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 451785,кл. С 22 С 38/16, 1973.