Способ изготовления цельнокатаныхжелезнодорожных колес

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сфюз Сфветских Сфциапистическик республик(22) Заявлено 090479 (2) 2749518/22-02 (51)М. КЛ. с присоединением заявки И 9 С 21 0 9/34 Государственный комитет СССРио делам изобретений и открытий(71) Заявитель Институт черной металлургии(54) СПОСОБ ИЭГОТОВЛЕЦИЯ ЦЕЛЬНОКАТАНЫХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЯХ КОЛЕСИзобретение относится к металлургии, а конкретнее к изготовлению упрочненных цельнокатаных железнодорожных колес. 5Цельнокатаное железнодорожное колесо работает в сложных условиях, которые определяются высокими напряжениями в контакте колесо-рельс, ударными нагрузками, возникающими при 1 Опрохождении колесом стыков рельсов,при входе в контррельс, в стрелочных переводах, а также в условияхразличных температур (от +40 до-70 С)В этих условиях надежная работа колеса определяется комплексоммеханических свойств, уровнем ударной вязкости и сопротивлением хрупкому разрушению, особенно при отрицательных температурах.Известен способ изготовления цельнокатаных железнодорожных колес,включающий прокатку колеса, противоФлокенную обработку, термическое упрочнение обода и диска колеса с последующим отпуском всего колеса Щ .Дифференцированное упрочнение элементов колеса позволяет повыситьсвойства, колеса как конструкции вцелом, но не позволяет снизить темпе-,ратуру хрупкого разрушения материала диска при одновременном повышении пластичности.Известен способ обработки цельно- катаных колес, включающий прокатку, термическое упрочнение обода, дополнительную пластическую деформацию диска с обжатием 5-15 в межкритическом интервале температур и отпуск всего иэделия. При этом дополнительная деформация диска в межкритическом интервале температур с обжатием 5-15 осуществляют после термического упрочнения обода перед отпуском всего Из" делия. После прокатки колеса температура обода 1000-1060 ОС, а диска - 880-900 ОС. Способ позволяет повысить пластичность и снизить температуру хрупкого разрушения материала диска 21.Недостаток этого способа - необходимость конструирования, изготовле" ния и установки сложного оборудования для осуществления деформации дис" ка колеса после термоупрочнения обода перед отпуском всего колеса.Цель изобретения - упрощение процесса путем исключения дополнительного оборудования и повышение пласти 829697 1ческих свойств и ударной вязкости .диска колеса.Поставленная цель достигается тем, что в процессе прокатки колеса осуществляют подстуживание диска до температуры межкритического интервала а дополнительную его деформацию производят в колесопрокатном стане после прокатки колеса.В процессе прокатки колеса в колесопрокатном стане его диск охлаждают до температ;ры, соответствующей температуре межкритического интервала для стали соответствующего химическо го состава.При этом диск прокатывают большей толщины для обеспечения по- следующей дополнительной его деформа ции с обжатием 5-15. Деформация при этих температурах приводит к сфероидизации пластин цементита в перлите и изменению как формы избыточного Феррита, так и его субструктуры. 20 Вместо избыточного феррита в виде замкнутой сетки по границам перлитных зерен 1 колеса изготавливают из стали с содержанием углерода 0,52- 0,63) имеет место структурно сво; бодный феррит, разветвленный, переходящий в феррит перлита. В результате такой обработки образуется более однородная структура, состоящая из сфероидизированного перлита и избыточного феррита с большой степенью . разветвленности.При таком решении значительно упрощается процесс и повышаются пластические характеристики диска колеса, его ударная вязкость и снижается температура хрупкого разрушения за счет обеспечения структурного состояния стали.Для изготовления колес предлагаемым способом используется сталь, со держание водорода в которой в литом состоянии менее 2 см /100 г металла. Такое содержание водорода обеспечивается в литой стали вакуумированием.Для колес, изготовленных из нефло кеночувствительной стали, противофлокенная обработка оказывается излишней, становится возможным осуществление прерывистой закалки обода колеса с температуры конца прокатки. 50Способ заключается в следующем . Нагретую заготовку осаживают на прес,сах, осуществляют разгонку, формуют ступицу, часть диска и обод, прокатывают обод и часть диска. В процессе прокатки обода и диска ведут их охлаждение, обод охлаждают до 860- 880 С, а диск - до температуры межокритического интервала. Для колесной стали с содержанием 0,52-0,63 углерода межкритический интервал соответствует 725-780"С.Толщина диска готового колеса у обода.17 мм, а у ступицы 25 мм. Поэтому для обеспечения дополнительной деформации диска с обжатием 5-15 размер его у обода обеспечивается равной 18-19,5 мм, а у ступицы 26,5-29 мм, После завершения раскатки колеса по диаметру и охлаждения диска до 725-780 С наюлонные валки стана разводятся и перемещаются в переднее положение для дополнительной деформации диска. Наклонными валками диск деформируется с обжатием 5-15 до конечной толщины, после калибруют обод и выгибают диск колесана выгибном прессе, затем производят прерывистую закалку обода и отпуск колес, а потом осуществляют механическую обработку колес. Интервал деформаций 5-15 определяется температурами их осуществления (при 780 С деформация 15,а при 725 С - 5),П р и м е р , Изготовление колес осуществляют иэ стали с содержанием углерода 0,58 и марганца 0,76. Заготовки нагревают до 1250 С, затем осаживают на прессах усилием 2000, 5000 тс, Усилием 10000 тс отформовывают ступицу и часть диска с толщиной у ступицы 26,5; 28, 29,0 мм, на прокатном стане прокатывают диск на окончательную длину с толщиной уобода 18, 19,0; 19,5 кч. В процессепрокатки колес обод и диск охлаждают, обод - до 840-850 Ср а диск - до 725, 750, 780 С, После окончания раскатки колеса по диаметру диск дополнительно деформируется наклонными валками с обжатием 5, 8 и 15. Затем на выгибном прессе калибруют обод и выгибают диск, после чего осуществляют прерывистую закалку обода в течение 110 с от температуры конца деФормации, за которым следует отпускколес при 480-500 С в течение 2,5 ч,Для сравнения изготовляют колесапо известному способу в процессе которого колеса после изготовления на прессопрокатном оборудовании нагревают до 840 ОС. После чего упрочнялиобод в течение 110 с, за которым следует деформация диска с обжатием5,8, 15. Деформацию ведут в штампе с приложением по верхнему пуансону ударной нагрузки грузом массой в одну тонну с высоты 5 м. После деформации диска колеса отпускали при 500 С в течение 2,5 ч.В таблице приведены свойства диска колес, обработанных по известному и предлагаемому способам.-60 5,3 Формула изобретения Составитель А. Секей Редактор Т. Гыршкан Техред И. Асталош Корректор Г. РешетникТираж 618 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета. СССРпо дедам изобретений и открытийш я наб. . 4/5 Эаказ 2719/16 113035, Москва, Ж 35, Рау ска ф дФилиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Таким образом, предлагаемый способ изготовления цельнокатаных железнодорожных, колес за счет дополнитель - ной деформации диска в межкритическом интервале температур с обжатием 5 - 15, осуществляемой после прокатки колеса, значительно упрощается путем исключения дополнительного оборудования при одновременном повышении свойств диска колеса. Способ изготовления цельнокатаныхжелезнодорожных колес, включающийпрокатку, прерывистую закалку обода,дополнительную деформацию диска вмежкритическоь интервале температур 20с обжатием 5-15 и отпуск, о т л и -. ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюупрощения процесса за счет исключениядополнительного оборудования и повы 5 шения пластических характеристик иударной вязкости диска, в процессепрокатки колеса осуществляют подстуживание диска до температуры межкритического интервала, а дополнительную его деформацию производят непосредственно после прокатки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 253849, кл. С 21 0 9/34, 1967.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 2527394/22-02,кл. С 21 0 9/34, 1976